畢業(yè)設(shè)計(jì)GPSRTK在地形測(cè)量中的應(yīng)用論文

1、 . PAGE- 14 - / NUMPAGES17 . 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目：GPSRTK在地形測(cè)量中的應(yīng)用系 別： 測(cè)繪系專 業(yè)： 測(cè)繪工程 姓 名： 洋某某 學(xué) 號(hào)： xxxxxxx指導(dǎo)教師： xxx城建大學(xué)2015年4月27日摘要本論文主要主要介紹GPS(RTK)的基本原理、系統(tǒng)組成、技術(shù)特點(diǎn)、誤差來源，現(xiàn)階段GPS(RTK)主要發(fā)展方向。主要闡述的是利用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行誤差來源分析和主要誤差的減弱或者消除。通過實(shí)例說明GPS(RTK)的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，對(duì)GPS(RTK)的誤差分析，了解現(xiàn)階段GPS(RTK)能達(dá)到的測(cè)量精度。通過本文的論述現(xiàn)階段GPS（RTK）的主要發(fā)展方向，使用過程中的

2、主要誤差來源，以與消除使用誤差的方法，了解到GPS(RTK)在現(xiàn)階段測(cè)量領(lǐng)域的主要應(yīng)用圍，通過探討現(xiàn)階段GPS(RTK)的主要發(fā)展方向、GPS(RTK)的主要誤差來源和消除測(cè)量誤差的方法，拓寬了GPS(RTK)在以后測(cè)量工作的應(yīng)用圍，為以后的測(cè)量工作奠定了基礎(chǔ)。ABSTRACTThe present paper mainly mainly introduces GPS(RTK) the basic principle, the system composition, the technical characteristic, the error source and the present s

3、tage GPS(RTK) main development direction. What main elaboration is the use existing technology carries on the error source analysis and the main error weakens or eliminates. Through the example explained that GPS(RTK) the principal advantage and the shortcoming, to the GPS(RTK) error analysis, under

4、stood present stage GPS(RTK) can achieve measuring accuracy. Through this article elaboration present stage GPS (RTK) the main development direction, uses in the process the main error source, as well as eliminates the use errors method, understood GPS(RTK) in the present stage survey domains main a

5、pplication scope, through the discussion present stage GPS(RTK) main development direction, the GPS(RTK) main error source and eliminates measuring errors method, has expanded GPS(RTK) in the later surveying work application scope, was the later surveying work has laid the foundation.Key word: GPS(R

6、TK); Development direction; Error source; Erroneous correction; Application scope目錄 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc293010367 摘要 PAGEREF _Toc293010367 h - - HYPERLINK l _Toc293010369 1、緒論 PAGEREF _Toc293010369 h - 1 - HYPERLINK l _Toc293010370 1.1GPS概述 PAGEREF _Toc293010370 h - 1 - HYPERLINK l _Toc2

7、93010371 1.2RTK的主要使用圍 PAGEREF _Toc293010371 h - 1 - HYPERLINK l _Toc293010372 1.2.1現(xiàn)階段GPS主要應(yīng)用圍 PAGEREF _Toc293010372 h - 1 - HYPERLINK l _Toc293010373 1.3RTK技術(shù)以后的發(fā)展方向 PAGEREF _Toc293010373 h - 2 - HYPERLINK l _Toc293010375 2、 RTK的定位原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) PAGEREF _Toc293010375 h - 4 -HYPERLINK l _Toc2930103762.1RT

8、K的定位原理 PAGEREF _Toc293010376 h - 4 -HYPERLINK l _Toc2930103772.1.1RTK定位技術(shù)的原理 PAGEREF _Toc293010377 h - 4 - HYPERLINK l _Toc293010378 2.1.2 RTK的系統(tǒng)組成和工作原理 PAGEREF _Toc293010378 h - 4 -HYPERLINK l _Toc2930103792.2 RTK技術(shù)的誤差來源和測(cè)量精度 PAGEREF _Toc293010379 h - 5 - HYPERLINK l _Toc293010380 2.2.1 RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) PA

9、GEREF _Toc293010380 h - 6 - HYPERLINK l _Toc293010381 2.2.2 RTK技術(shù)的缺點(diǎn) PAGEREF _Toc293010381 h - 7 -HYPERLINK l _Toc2930103833、 利用全站儀RTK組合進(jìn)行地形測(cè)量 PAGEREF _Toc293010383 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2930103843.1全站儀和RTK組合進(jìn)行地形測(cè)量實(shí)例 PAGEREF _Toc293010384 h - 9 - HYPERLINK l _Toc293010385 3.1.1 GPS首級(jí)控制和全站儀圖根控制 PAGE

10、REF _Toc293010385 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2930103863.2 RTK碎步測(cè)量 PAGEREF _Toc293010386 h - 10 -HYPERLINK l _Toc2930103873.2.1 控制點(diǎn)位的精度分析 PAGEREF _Toc293010387 h - 13 -HYPERLINK l _Toc293010389結(jié)束語 PAGEREF _Toc293010389 h - 14 -HYPERLINK l _Toc293010390參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc293010390 h - 15 -HYPERLINK l _Toc29

11、3010391致 PAGEREF _Toc293010391 h - 16 -1.1GPS概述GPS定位技術(shù)給傳統(tǒng)的工程測(cè)繪（光學(xué)法）帶來了徹底性的革命。它具有操作簡(jiǎn)便、定位精度高、不受天氣與通視條件的限制等特點(diǎn)，受到了測(cè)繪行業(yè)的青睞。特別是GPS RTK( Real Time Kinematic)平面實(shí)時(shí)定位技術(shù)是GPS定位技術(shù)的最新發(fā)展技術(shù)，因其操作快捷、直觀、定位精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、點(diǎn)位誤差不累積等優(yōu)點(diǎn)，從而具有3大優(yōu)勢(shì)：實(shí)時(shí)掌握定位精度，操作方便快捷；快速施測(cè)碎部的地形與地貌，并能數(shù)字成圖；能事先輸入設(shè)計(jì)點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)行工程放樣等。RTK定位技術(shù)是基于實(shí)時(shí)載波相位差分的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)

12、定位技術(shù)。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站除了采集衛(wèi)星數(shù)據(jù)外，還要通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和站點(diǎn)坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站在采集衛(wèi)星數(shù)據(jù)的同時(shí)，還要接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈，并在系統(tǒng)對(duì)采集和接收的兩組數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)載波相位差分的處理，得出定位結(jié)果。RTK又可細(xì)分為修正法和差分法：修正法是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給流動(dòng)站；改正流動(dòng)站接受到的載波相位，流動(dòng)站再求解坐標(biāo)，也稱準(zhǔn)RTK:差分法是將基準(zhǔn)站采集到的載波相位，發(fā)送給流動(dòng)站，再由流動(dòng)站求差解算坐標(biāo)，又稱真正的RTK。1.2RTK的主要使用圍RTK定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、施

13、工放樣、監(jiān)理和GIS前端數(shù)據(jù)采集。在地形圖測(cè)繪、中樁測(cè)量、橫斷面測(cè)量、縱斷面地面線測(cè)量等工作都采用了RTK作業(yè)，測(cè)量12s，精度就可以達(dá)到13 cm，且整個(gè)測(cè)量過程不需通視，有著常規(guī)測(cè)量?jī)x器（如全站偽不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。1.2.1現(xiàn)階段GPS主要應(yīng)用圍（1）GPS應(yīng)用于測(cè)量GPS技術(shù)給測(cè)繪界帶來了一場(chǎng)革命。利用載波相位差分技術(shù)（RTK），在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)觀測(cè)站的載波相位的基礎(chǔ)上，可以達(dá)到厘米級(jí)的精度。與傳統(tǒng)的手工測(cè)量手段相比，GPS技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢(shì)： 測(cè)量精度高; 操作簡(jiǎn)便，儀器體積小，便于攜帶; 全天候操作;觀測(cè)點(diǎn)之間無須通視;測(cè)量結(jié)果統(tǒng)一在WGS84坐標(biāo)下，信息自動(dòng)接收、存儲(chǔ)，減少繁瑣的中間處

14、理環(huán)節(jié)。 當(dāng)前，GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于測(cè)量、資源勘查、地殼運(yùn)動(dòng)、地籍測(cè)量等領(lǐng)域。（2）GPS應(yīng)用于交通出租車、租車服務(wù)、物流配送等行業(yè)利用GPS技術(shù)對(duì)車輛進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理，合理分布車輛，以最快的速度響應(yīng)用戶的乘車或送請(qǐng)求，降低能源消耗，節(jié)省運(yùn)行成本。 GPS在車輛導(dǎo)航方面發(fā)揮了重要的角色，在城市中建立數(shù)字化交通電臺(tái)，實(shí)時(shí)發(fā)播城市交通信息，車載設(shè)備通過GPS進(jìn)行精確定位，結(jié)合電子地圖以與實(shí)時(shí)的交通狀況，自動(dòng)匹配最優(yōu)路徑，并實(shí)行車輛的自主導(dǎo)航。 民航運(yùn)輸通過GPS接收設(shè)備，使駕駛員著陸時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)跑道，同時(shí)還能使飛機(jī)緊湊排列，提高機(jī)場(chǎng)利用率，引導(dǎo)飛機(jī)安全進(jìn)離場(chǎng)。（3）GPS應(yīng)用于救援 利用GPS

15、定位技術(shù)，可對(duì)火警、救護(hù)、警察進(jìn)行應(yīng)急調(diào)遣，提高緊急事件處理部門對(duì)火災(zāi)、犯罪現(xiàn)場(chǎng)、交通事故、交通堵塞等緊急事件的響應(yīng)效率。特種車輛（如運(yùn)鈔車）等，可對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行報(bào)警、定位，將損失降到最低。 有了GPS的幫助，救援人員就可在人跡罕至、條件惡劣的大海、山野、沙漠，對(duì)失蹤人員實(shí)施有效的搜索、拯救。裝有GPS裝置的漁船，在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，可與時(shí)定位、報(bào)警，使之能更快更即使地獲得救援。 （4）GPS應(yīng)用于農(nóng)業(yè)當(dāng)前，發(fā)達(dá)國(guó)家已開始把GPS技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，即所謂的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作。該方法利用GPS進(jìn)行農(nóng)田信息定位獲取，包括產(chǎn)量監(jiān)測(cè)、土樣采集等，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，決策出農(nóng)田地塊的管理措施，把產(chǎn)量和土

16、壤狀態(tài)信息裝入帶有GPS設(shè)備的噴施器中，從而精確地給農(nóng)田地塊施肥、噴藥。通過實(shí)施精準(zhǔn)耕作，可在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效避免資源浪費(fèi)，降低因施肥除蟲對(duì)環(huán)境造成的污染。（5）GPS應(yīng)用于娛樂消遣隨著GPS接收機(jī)的小型化以與價(jià)格的降低，GPS逐漸走進(jìn)了人們的日常生活，成為人們旅游、探險(xiǎn)的好幫手。通過GPS，人們可以在陌生的城市里迅速地找到目的地，并且可以最優(yōu)的路徑行駛；野營(yíng)者攜帶GPS接收機(jī)，可快捷地找到合適的野營(yíng)地點(diǎn)，不必?fù)?dān)心迷路；甚至一些高檔的電子游戲，也使用了GPS仿真技術(shù)。1.3 RTK技術(shù)以后的發(fā)展方向GPS 技術(shù)給測(cè)繪界帶來了一場(chǎng)革命，那么我們就說一下以后的RTK的主要

17、發(fā)展方向，將在哪些方面會(huì)有新的進(jìn)展。（1）雙星系統(tǒng)HYPERLINK :/baike.baidu /view/77550.htm雙星系統(tǒng)（GPS+GLONASS雙系統(tǒng)導(dǎo)航定位）是GPS RTK發(fā)展的熱點(diǎn)，它可接收14-20顆衛(wèi)星左右，是常規(guī)RTK所無法比擬的，該技術(shù)使GPS設(shè)備具備最短時(shí)間達(dá)到厘米級(jí)精度的能力與最強(qiáng)的抗干擾遮擋能力。當(dāng)然以后還會(huì)有歐洲的伽利略，中國(guó)的北斗系統(tǒng)，都有可能加入雙星系統(tǒng)。（2）VRS系統(tǒng)VRS就是我們通常所說的網(wǎng)絡(luò)RTK，VRS（Virtual Reference StationHYPERLINK :/baike.baidu /view/3391425.htm虛擬參考

18、站）正在改善著RTK定位的質(zhì)量和距離，增強(qiáng)RTK的可靠性，并減少OTF初始化的時(shí)間。VRS技術(shù)，可以在50Km左右時(shí)使RTK定位平面位置精度為12cm，并無需設(shè)立自己的基準(zhǔn)站。其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u涵蓋陸地測(cè)量、地籍測(cè)量、HYPERLINK :/baike.baidu /view/352202.htm航空攝影測(cè)量、GIS、設(shè)備控制、電子和煤氣管道、變形監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、水上測(cè)量、環(huán)境應(yīng)用等諸多領(lǐng)域。 VRS是HYPERLINK :/baike.baidu /view/313578.htm天寶提出的網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)模式，現(xiàn)在世界上90%的網(wǎng)絡(luò)RTK都是應(yīng)用VRS。 （3）GPS和系統(tǒng)系統(tǒng)的融合GPS為代表

19、的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今國(guó)際公認(rèn)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一，也是全球發(fā)展最快的三大信息產(chǎn)業(yè)（蜂窩網(wǎng)Mobile cellular/PCS、 因特網(wǎng)Internet/Intranet/Extranet和HYPERLINK :/baike.baidu /view/68567.htm全球定位系統(tǒng)GPS）之一。GPS與計(jì)算機(jī)、通信、GIS、RS等技術(shù)的集成與融合必將使GPS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得到更大圍的拓廣。 通過本章的論述我們了解到了GPS的優(yōu)點(diǎn)，GPS技術(shù)的發(fā)展給我們的生活、生產(chǎn)帶來了方便。RTK是GPS發(fā)展的最新成果，RTK除了給我們帶來了上述的優(yōu)點(diǎn)還給我們帶來了一些不可避免的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)直接影響我們

20、RFK的應(yīng)用圍，這樣看出了我們來急需處理這些缺點(diǎn)是必須的，這樣才有利于RTK的推廣。讓GPS發(fā)揮更大的用處。同時(shí)通過這章的學(xué)習(xí)我們了解了RTK將來的發(fā)展方向?yàn)橐院蟮腞TK跟廣泛的應(yīng)用，提供指導(dǎo)作用，說明RTK技術(shù)在測(cè)繪將會(huì)起到越來越不可替代的作用。RTK的定位原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)2.1RTK的定位原理隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步RTK的廣泛應(yīng)用是必然的，充分的了解RTK的原理以與RTK的主要誤差來源，學(xué)會(huì)減弱或者消除誤差的影響，顯的格外重要，本章主要是論述這方面的容.。RTK定位技術(shù)的原理圖2-1 RTK定位原理在RTK作業(yè)模式（圖2-1）下，基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在具有已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)位上，連續(xù)接收所有可

21、視GPS衛(wèi)星信號(hào)，通過數(shù)據(jù)鏈，將測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)與接收機(jī)工作狀態(tài)等“載波相位測(cè)量校正值”一起發(fā)送給流動(dòng)站。流動(dòng)站接收機(jī)先進(jìn)行初始化，在完成整周未知數(shù)的搜索求解后，進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，其在接收來自基準(zhǔn)站的DGPS數(shù)據(jù)時(shí)，同步觀測(cè)采集GPS衛(wèi)星載波相位數(shù)據(jù)，通過在系統(tǒng)差分處理求解載波相位整周模糊度，依此改正移動(dòng)站接收機(jī)所地坐標(biāo)系坐標(biāo)）?；鶞?zhǔn)站接收機(jī)和流動(dòng)站接收機(jī)滯后載波測(cè)得的載波滯后相位，得到基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間的坐標(biāo)差值X、Y、Z，坐標(biāo)差加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)就可以得到流動(dòng)站點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動(dòng)站每個(gè)站點(diǎn)實(shí)用的三維位置（國(guó)家坐標(biāo)系坐標(biāo)或當(dāng)相位具體表

22、達(dá)公式見參考文獻(xiàn)）2.1.2 RTK的系統(tǒng)組成和工作原理（1）基準(zhǔn)站部分、接收GPS信號(hào)，包括：導(dǎo)航信號(hào)、 信號(hào);提供差分坐標(biāo)，星歷等信息。（2）差分傳送部分，將基準(zhǔn)站差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給移動(dòng)站包括測(cè)站坐標(biāo)、觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)等數(shù)據(jù)。（3）移動(dòng)站部分，接收GPS信號(hào)與基準(zhǔn)站差分信號(hào)、并進(jìn)行解算，得到實(shí)時(shí)的高精度定為結(jié)果（4）手簿終端控制器置RTK測(cè)量軟件，可設(shè)置基準(zhǔn)站，移動(dòng)站的工作參數(shù)，顯示運(yùn)動(dòng)站實(shí)時(shí)坐標(biāo)成果，技術(shù)測(cè)量參數(shù)，進(jìn)行輔助線路設(shè)計(jì)等功能。（5）RTK工作原理如圖2-2（6）RTK系統(tǒng)正常工作要具備一下三個(gè)條件：（1）基準(zhǔn)站和移動(dòng)站要同時(shí)接受到五顆以上的GPS衛(wèi)星信號(hào)；（2）移動(dòng)站要同時(shí)接

23、受基站發(fā)出的差分信號(hào)和衛(wèi)星信號(hào)；（3）基準(zhǔn)站和移動(dòng)站要保持開始同時(shí)接受衛(wèi)星信號(hào)，移動(dòng)站在移動(dòng)的過程中也要接受基準(zhǔn)站信號(hào)2.2 RTK技術(shù)的誤差來源和測(cè)量精度如果要想了解RTK的主要誤差來源，需要先了解GPS的主要誤差源具體類別如表2-1。表2-1 GPS誤差來源誤 差 來 源對(duì)距離測(cè)量影響衛(wèi)星部分星歷誤差鐘誤差相對(duì)論效應(yīng)1.515信號(hào)傳播電離層對(duì)流層多路徑效應(yīng)1.515信號(hào)接收鐘的誤差位置誤差天線相位中心變化1.55其他影響地球潮汐負(fù)荷潮1.0表2-2 RTK誤差來源、測(cè)量精度與處理方法RTK定位誤差同儀器干擾有關(guān)天線相位中心變化天線的機(jī)械中心和電子相位中心不重合誤差一般達(dá)到3-5cm,提高R

24、TK精度方法天線檢驗(yàn)校正多路徑誤差大小和周圍的環(huán)境有關(guān)，一般誤差1-10cm不等，提高精度的方法，選擇不具反射面的點(diǎn)位，專業(yè)的天線，鋪設(shè)吸電波材料等信號(hào)干擾周圍有干擾源，無線電發(fā)射源，高壓電線等。提高精度的方法，遠(yuǎn)離干擾源。氣象因素快速運(yùn)動(dòng)的氣象鋒面引起，一般1-2dm，氣變化較快時(shí)，不進(jìn)行觀測(cè)象同距離有關(guān)誤差電離層誤差和電離層引起電磁波傳播延遲有關(guān)，主要和太陽黑子活動(dòng)、地理位置、季節(jié)變化、晝夜變化有關(guān)。提高精度的方法，兩個(gè)以上觀測(cè)站同步觀測(cè)；利用電離層模型改正。太陽黑子活動(dòng)劇烈時(shí)不宜觀測(cè)，平靜時(shí)一般誤差為510-6軌道誤差目前軌道誤差只有幾米，殘余相對(duì)誤差是110-6，就短基線10km,結(jié)果

25、影響可以忽略不計(jì)對(duì)流層誤差對(duì)流層誤差同點(diǎn)間距離和點(diǎn)間高差密切相關(guān)，一般可達(dá)310-62.2.1 RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）RTK作業(yè)效率高。在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測(cè)完5 km半徑的測(cè)區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量聽需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的“搬站”次數(shù)，僅需一人操作，每個(gè)放樣點(diǎn)只需要停留12 s，就可以完成作業(yè)。在公路路線測(cè)量中，每小組（34人）每天可完成中線測(cè)量68 km，在中線放樣的同時(shí)完成中樁抄平工作。若用其進(jìn)行地形測(cè)量，每小組每天可以完成0.81.5 km的地形圖測(cè)繪，其精度和效率是常規(guī)測(cè)量所無法比擬的。(2)RTK定位精度高，沒有誤差積累 。只要滿足RTK的基本工作條件，

26、在一定的作業(yè)半徑圍暇一般為5 km)，RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)，且不存在誤差積累。（3）RTK可以全天候作業(yè)。RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只需要稿足“電磁波通視和對(duì)空通視的要求，因此和傳統(tǒng)測(cè)量相比，RTK技術(shù)作業(yè)受限因素少，幾乎可以全天候作業(yè)。（4）RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高。RTK可勝任各種測(cè)繪外業(yè)。流動(dòng)站配備高效手持操作手簿，置專業(yè)軟件可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，減少人為誤差，保證了作業(yè)精度。2.2.2 RTK技術(shù)的缺點(diǎn) 雖然GPS技術(shù)有著常規(guī)儀器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，但經(jīng)過多年的工程實(shí)踐證明，GPS RTK技術(shù)存在以下幾方面不足。（1）RTK受衛(wèi)星狀況限制。GPS系統(tǒng)

27、的總體設(shè)計(jì)方案是在1 973年完成的，受當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，總體設(shè)計(jì)方案自身存在很多不足。隨著時(shí)間的推移和用戶要求的日益提高，GPS衛(wèi)星的空間組成和衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度都不能滿足當(dāng)前的需要，當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對(duì)美國(guó)是最佳的時(shí)候，世界上有些國(guó)家在某一確定的時(shí)間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋。例如在中、低緯度地區(qū)每天總有兩次盲區(qū)，每次2030 min，盲區(qū)時(shí)衛(wèi)星幾何圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，RTK測(cè)量很難得到固定解。同時(shí)由于信號(hào)強(qiáng)度較弱，在對(duì)空遮擋比較嚴(yán)重的地方GPS無常應(yīng)用。(2)RTK工作受電離層影響。白天中午，受電離層干擾大，共用衛(wèi)星數(shù)少，因而初始化時(shí)間長(zhǎng)甚至不能初始化，也就無法進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)我們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，每天中午1

28、213點(diǎn)，RTK測(cè)量很難得到固定解。 （3）信號(hào)受數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)傳輸距離影響。數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)信號(hào)在傳輸過程中易受外界環(huán)境影響，如高大山體、建筑物和各種高頻信號(hào)源的干擾，在傳輸過程中衰減嚴(yán)重，嚴(yán)重影響外業(yè)精度和作業(yè)半徑。另外，當(dāng)RTK作業(yè)半徑超過一定距離時(shí)，測(cè)量結(jié)果誤差超隈，所以RTK的實(shí)際作業(yè)有效半徑比其標(biāo)稱半徑要小，工程實(shí)踐和專門研究都證明了這一點(diǎn)。（4）信號(hào)傳輸受對(duì)空通視環(huán)境影響。山區(qū)、林區(qū)、城鎮(zhèn)密樓區(qū)等地作業(yè)時(shí)，GPS衛(wèi)星信號(hào)被阻擋機(jī)會(huì)較多，信號(hào)強(qiáng)度低，衛(wèi)星空間結(jié)構(gòu)差，容易造成失鎖，重新初始化困難甚至無法完成初始化，影響正常作業(yè)。（5）受高程異常問題影響。RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但

29、我國(guó)現(xiàn)有的高程異常分布圖在有些地區(qū)，尤其是山區(qū)，存在較大誤差，在有些地區(qū)還是空白，這就使得將GPS高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得比較困難，精度也不均勻，影響RTK的高程測(cè)量精度。（6）RTK現(xiàn)階段還不能達(dá)到100%的可靠度。RTK確定整周模糊度的可靠性為95%-99%，在穩(wěn)定性方面不與全站儀，這是由于RTK較容易受衛(wèi)星狀況、天氣狀況、數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響的緣故。通過本章的學(xué)習(xí)我們了解了RTK的定位原理和系統(tǒng)組成與工作條件。RTK的誤差來源有很多種，在進(jìn)行使用RTK的過程中一定要采取措施保證RTK的測(cè)量精度，提供了理論依據(jù)。RTK的優(yōu)點(diǎn)的總結(jié)可以更好的利用RTK在實(shí)際的工作中，充分的發(fā)揮RTK的優(yōu)點(diǎn)

30、。了解了RTK的局限性，也可以讓我們?cè)诠ぷ鞯倪^程中采取其他的措施，去彌補(bǔ)RTK的不足。為以后正確的使用RTK提供了可以借鑒的理論依據(jù)。3、利用全站儀和RTK組合進(jìn)行地形測(cè)量3.1全站儀和RTK組合進(jìn)行地形測(cè)量實(shí)例RTK雖然與常規(guī)測(cè)繪儀器相比有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但是，由于一些空間技術(shù)還不成熟和一些人為因素等原因，其定位精度，特別是垂直精度還無法滿足一些工程建設(shè)的需要，另一方面是其應(yīng)用圍也受到一些限制，而使用常規(guī)測(cè)繪儀器全站儀可以在一些領(lǐng)域彌補(bǔ)其不足。因此，研究RTK與常規(guī)測(cè)繪儀器在工程實(shí)踐中的協(xié)調(diào)配合使用具有理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義。GPS與全站儀聯(lián)合進(jìn)行數(shù)字化測(cè)繪地形圖就是一種行之有效的新方

31、法。具體流程如圖3-1 圖3-1測(cè)量流程 3.1.1 GPS首級(jí)控制和全站儀圖根控制(1)、測(cè)區(qū)概況測(cè)繪公司根據(jù)測(cè)繪局的要求確定好作業(yè)的測(cè)區(qū)，測(cè)繪地區(qū)為山地，確定好作業(yè)區(qū)域后以便根據(jù)作業(yè)區(qū)域的大小，劃分作業(yè)塊，和進(jìn)行首級(jí)控制點(diǎn)與圖根控制點(diǎn)的選取。（2）、GPS首級(jí)控制： 葉縣主要使用的是GPS根據(jù)邊長(zhǎng)進(jìn)行E級(jí)控制在確定好作業(yè)區(qū)域后，我們就要根據(jù)測(cè)區(qū)的情況來布設(shè)控制點(diǎn)，目前可使用全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)的要求，目前使用GPS進(jìn)行控制測(cè)量的等級(jí)分為AA、A、B、C、D、E級(jí)幾個(gè)等級(jí)圍，在這幾個(gè)等級(jí)圍中，C、D、E三個(gè)等級(jí)可以使用單頻進(jìn)行測(cè)量，其他的等級(jí)均要求使用雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量工作。G

32、PS各個(gè)等級(jí)中對(duì)邊長(zhǎng)的要求如表3-1：表3-1 GPS網(wǎng)等級(jí)級(jí)別項(xiàng)目AAABCDE平均距離1000km300km70km10-15km5-10km0.2-5km根據(jù)規(guī)要求布設(shè)好首級(jí)控制，可使用GPS進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量（如使用中緯ZGP800），測(cè)量完畢后使用儀器自帶的軟件進(jìn)行解算，解算完畢后即可獲得首級(jí)控制點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)，并可以生成坐標(biāo)系文件，并可以將坐標(biāo)系文件拷貝到GPS手簿中，由于我們?cè)谧鲎鴺?biāo)系的時(shí)候采用了首級(jí)控制網(wǎng)中的所有點(diǎn)故精度能夠保障。(3)全站儀圖根控制由于這次還需要進(jìn)行土方量計(jì)算，對(duì)高程的精度要求比較高，主要用于開荒還田，所以需要進(jìn)行全站儀圖根控制。在進(jìn)行完首級(jí)控制測(cè)量之

33、后，使用首級(jí)控制做成的坐標(biāo)系文件，使用RTK的模式進(jìn)行圖根點(diǎn)的測(cè)量，在進(jìn)行圖根點(diǎn)測(cè)量的時(shí)候根據(jù)測(cè)區(qū)的情況靈活布設(shè)，由于考慮到布設(shè)完圖根點(diǎn)后要使用全站儀進(jìn)行地形測(cè)量，故在進(jìn)行圖根點(diǎn)測(cè)量的時(shí)候要保證點(diǎn)至少要和另外的一個(gè)點(diǎn)能夠通視才能保障全站儀測(cè)量的時(shí)候方便定向。3.2 RTK碎步測(cè)量(1)測(cè)前準(zhǔn)備：通過全站儀做控制獲取個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)的?；鶞?zhǔn)站的架設(shè)：將基準(zhǔn)站架設(shè)在較空曠的地方，我們一般架設(shè)在居民的房頂，或者山頭上面，遠(yuǎn)離無高大建筑物或高壓電線等有輻射的地方。把基站架設(shè)在居民的房頂，可以省去專人看管儀器，并且位置比較高，有利于信號(hào)的傳播。架設(shè)完后安裝電臺(tái)，連接好儀器后開啟基準(zhǔn)站主機(jī)，打開電臺(tái)并設(shè)置頻

34、率。（2）在電子手薄里面建立新工程：開啟移動(dòng)站主機(jī)，待衛(wèi)星信號(hào)穩(wěn)定并達(dá)到5顆以上衛(wèi)星時(shí)，先連接藍(lán)牙，連接成功后設(shè)置相關(guān)參數(shù)：工程名稱、橢球系名稱、投影參數(shù)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。（3）輸入已知點(diǎn)：打開坐標(biāo)庫，在此我們可以輸入編輯放樣點(diǎn)，也可以事先編輯好放樣點(diǎn)文件，點(diǎn)擊打開放樣點(diǎn)文件，軟件會(huì)提示我們是對(duì)坐標(biāo)庫進(jìn)行覆蓋或是追加，一般選擇直接輸入編輯，這樣比較方便檢查校正時(shí)的誤差。（4）測(cè)量校正常用方法，第一種方法,即計(jì)算校正參數(shù)的一個(gè)工具)利用控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(的做法大致是這樣的:假設(shè)我們利用A,B這兩個(gè)已知點(diǎn)來求校正參數(shù)，那么我們必須記錄下A,B這兩個(gè)點(diǎn)的原始坐標(biāo)

35、(即移動(dòng)站在Fixed的狀態(tài)下記錄的這兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo))，先在控制點(diǎn)坐標(biāo)庫中輸入A點(diǎn)的已知坐標(biāo)之后軟件會(huì)提示你輸入A點(diǎn)的原始坐標(biāo)，然后再輸入B點(diǎn)的已知坐標(biāo)和B點(diǎn)的原始坐標(biāo)，這樣就計(jì)算出了校正參數(shù)。第二種方法，利用校正向?qū)Ｕ朔椒ㄓ址譃榛鶞?zhǔn)站在已知點(diǎn)校正和基準(zhǔn)站在未知點(diǎn)的校正。我們這里只說明一下基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)的校正方法。a利用一點(diǎn)進(jìn)行校正：步驟依次為工具 校正向?qū)?基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn) 輸入當(dāng)前移動(dòng)站的已知坐標(biāo) 待移動(dòng)站對(duì)中整平后并出現(xiàn)固定解 校正。b利用兩點(diǎn)校正：步驟依次為工具 校正向?qū)?基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn) 輸入當(dāng)前移動(dòng)站的已知坐標(biāo) 待移動(dòng)站對(duì)中整平后并出現(xiàn)固定解 下一步 將移動(dòng)站移到下一個(gè)

36、已知點(diǎn) 輸入當(dāng)前移動(dòng)站的已知坐標(biāo) 待移動(dòng)站對(duì)中整平后并出現(xiàn)固定解 校正。c利用三點(diǎn)校正：與利用兩點(diǎn)校正一樣，只是多增加了一個(gè)已知點(diǎn)，多重復(fù)了一遍。（5）開始碎步點(diǎn)測(cè)量：選擇測(cè)量，進(jìn)入測(cè)量屏幕，到要測(cè)量的點(diǎn)位點(diǎn)擊測(cè)量，會(huì)提示是否保存，點(diǎn)擊確定，后來的可以直接點(diǎn)擊同上就行了。（6）當(dāng)所有的外業(yè)數(shù)據(jù)采集完畢后，即可進(jìn)行業(yè)的制圖工作，并將圖形制作完畢后進(jìn)行成果的輸出或圖形資料的先用電子手簿工程把文件起個(gè)名字-導(dǎo)出，再連接電腦，復(fù)制導(dǎo)出的文件到電腦，繪制的地形圖如圖3-2。3.2.1 控制點(diǎn)位的精度分析以全站儀所測(cè)定的標(biāo)值為真值，那么2種方法所測(cè)得的坐標(biāo)的差值即可認(rèn)為是RTK測(cè)量的誤差。根據(jù)工程測(cè)量規(guī)點(diǎn)

37、位誤差5cm,可得如下結(jié)論。（1）RTK測(cè)量結(jié)果與全站儀測(cè)量結(jié)果互差均在厘米級(jí)，其中互差最大為3.4cm ,最小為0.4cm。（2）若以全站儀測(cè)定的點(diǎn)位坐標(biāo)為準(zhǔn)，RTK放樣點(diǎn)點(diǎn)位誤差均在5 c m以，RTK放樣點(diǎn)點(diǎn)位相對(duì)于全站儀測(cè)定點(diǎn)位誤差按公式m=計(jì)算，結(jié)果為2.3cm。（3）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:若以全站儀測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)，可以認(rèn)為RTK測(cè)量結(jié)果的點(diǎn)位精度達(dá)到厘米級(jí)，需要指出的是各點(diǎn)位之間不存在誤差累計(jì)，克服了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的弊端，完全能滿足點(diǎn)的測(cè)設(shè)精度要求。（4）但本次檢驗(yàn)的結(jié)果是在全站儀測(cè)量誤差忽略不計(jì)的情況下進(jìn)行對(duì)比分析的，如果考慮到全站儀的誤差，放樣點(diǎn)有可能出現(xiàn)誤差大于5cm的情況，對(duì)于這樣的點(diǎn)

38、誤差，誤差的原因可能是RTK系統(tǒng)自身的誤差，也可能是測(cè)量環(huán)境對(duì)RTK的影響產(chǎn)生的誤差，或許也是我們自身操作的不正確造成的，但最有可能的原因就是放樣時(shí)存在測(cè)量環(huán)境影響中的“多路徑誤差”或“信號(hào)干擾誤差”。（5）對(duì)于上述誤差超限的點(diǎn)，我們可以根據(jù)誤差的原因，采取措施來消除或減小誤差，如：改變基準(zhǔn)站的位置，選擇地形開闊的地點(diǎn)，遠(yuǎn)離無線電發(fā)射源、雷達(dá)裝置、高壓電線等，或采用有削弱多路徑誤差的各種技術(shù)的天線等。對(duì)于誤差較大RTK又難以削弱其誤差的點(diǎn)我們可以采用其他的測(cè)設(shè)方法，如用經(jīng)緯儀和 HYPERLINK :/ 電子測(cè)距儀利用導(dǎo)線點(diǎn)對(duì)RTK放樣的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出點(diǎn)的精確位置，再制作模板，標(biāo)出點(diǎn)的正確位置。由于RTK在高程測(cè)量方面誤差比較大，本文采用了RTK和全