工程测量毕业论文-GPS-RTK在山区地形测量中的应用

11 包头铁道包头铁道职业技术学院职业技术学院工程测量工程测量毕业毕业 论文论文 GPS-RTK 在山区地形测量中的应用 学学院院：测绘学院 专专业：业：工程测量技术 学学号：号：201120000153 指导教师：指导教师：高润喜 姓姓名名：张文广 12 摘要摘要 随着国民经济的不断发展，一方面，对测绘产品提供的图文资料、文字资料无论从精度或信息盘上要 求越来越高；另一方面，与测绘相关的仪器设备，计算工具，应用软件，也在不断地更新，科技含量较高 的仪器设备被越来越多地应用到了测绘领域。测绘是了解自然，改造自然获取图文资料及相关信息的重要 手段，是国民经济建设中的一项基础工作。现如今，GPS技术的发展越来越成熟，它的建立给导航系统和定 位技术带来了巨大的变化，很大程度上解决了地球上人类导航和定位问题，该系统能满足不同用户的不同 需要。 RTK技术是以载波相位观测为根据的实时差分GPS测量， 目前它仍在不断的完善中。 概述了GPS的起源、 发展、原理及应用，介绍了RTK技术的定义、原理、特点、优点等，并且主要通过实践对RTK技术在山区地 形图测量应用进行研究，还利用CASS 5.0数字化成图绘出一幅1：1000的地形图。对于特殊问题也进行了具 体的研究，主要包括流动站与基准站的设置，基准站的选择，数据处理等问题研究并得出结论。 关键词关键词：GPSRTK山区地形测量 13 目录目录 摘要摘要.2 2 目录目录. .3 3 一一 GPSGPS 的组成的组成. 4 4 二二 RTKRTK 定义概述及其原理定义概述及其原理. 4 4 三三 RTKRTK 系统流程系统流程. 7 7 四四 PTKPTK 系统在测量中具体应用系统在测量中具体应用. 9 9 五五、总结与展望总结与展望.2020 参考文献参考文献. 1919 14 一、一、GPSGPS系统的组成系统的组成 （一）（一）GPSGPS系统包括三大部分系统包括三大部分:空间部分GPS卫星星座；地面控制部分地面监控 系统；用户设备部分GPS信号接收机。 ( (二二) ) GPSGPS定位原理定位原理GPS卫星定位系统定位的基本原理是延时测距，通过测量四个已 知位置上信号传播的延迟时间， 确定四个已知位置至用户的距离，根据这四个量测距离解算 出用户的三维位置和用户与已知位置的时间同步偏差。GPS定位方式大体有两类:单独GPS定 位和差分GPS定位(DGPS)。 单独GPS定位原理就采用的观测量而言， 分为伪距法和载波相位法。 前者主要用于导航定位，后者用于精密大地测量和可确定整周期模糊度情况下的动态测量。 对于车辆导航系统，大多数用户都采用伪距法。实践中GPS静态定位技术已经比较成熟。由 于GPS系统的卫星及地面主控、监控和注入站都由美国管理， 并在卫星上实施了 SA和 AS 技 术，因此要利用GPS，就要加强对GPS系统的研究，建立自己的卫星跟踪观测网，提高实时监 测精度，跟上GPS系统开发前进的步伐。在测量生产中，静态数据采集及平差解算技术已应 用十分广泛。而近一两年出现的GPS-RTK技术是一种实时动态观测的新技术，在工程建设、 城市规划、交通管理等方面应用它的技术优势有很好的发展前景。RTK实时动态测量技术， 是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTD GPS）测量技术，它是GPS测量技术发展的 一个新突破。 目前，实时动态测量系统，已在约20km的范围内，得到了成功的应用。相信。随着数据 传输设备性能和可靠性的不断完善和提高， 数据处理软件功能的增强，它的应用范围将会不 断地扩广。 15 二、二、RTKRTK 定义概述及其原理定义概述及其原理 （一）概述（一）概述RTK (Real Time Kinematic)称实时动态载波相位差分。其设备是在两 台静态型测量仪器间加上一套无线电数据通讯系统(也称数据链)，将相对独立的GPS信号接 收系统连成一个有机整体。 RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术， RTK定位时要 求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值， 相位观测值)及已知数据传输给流动站接收 机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。 （二（二） 原理原理基准站把接收的所有卫星信号(包括伪距和载波相位测量值)和基准站的 一些信息(如基准站的坐标， 天线高等)都通过系统传送到流动站，流动站本身在接收卫星数 据的同时，也接收基准站传送的卫星的数据。在流动站完成初始化后，把接收到的基准站信 息传到控制器内(一般是微型计算机)， 并将基准站的载波观测信号与本身接收到的载波观测 信号进行差分处理，即可实时求解得出两站间的基线值，同时输入相应的坐标、转换参数和 投影参数，即可实时求得实用的未知点坐标。因此要求GPS接收机要具备很强的运算能力。 一般来说RTK系统可达到厘米的定位精度，RTK的工作原理图见2-1。 数 据 调 制 GP S 接 收 发 射 电 台 基 准 站 收 讯 机 数 据 调 解 GP S 接 收 数 据 调 解 流 动 站 图 2-1RTK 的工作原理图 （三（三） RTKRTK 的系统组成的系统组成GPS-RTK 系统由一个基准站， 若干个流动站及通讯系统三部 分组成。基准站包括 GPS 接收机、GPS 天线、无线电通讯发射设备使用的电源及基准站控制 器等部分。在有的 GPS-RTK 系统中，基准站 GPS 接收机本身具有数据传输参数、测量参数及 坐标系统等内容的设置功能， 使控制器与 GPS 接收机合二为一体。 该系统的结构图见图 2-2， RTK 的系统组成图见图 2-3。 16 GPS接受机 控 制 屏 GPS接受机 电源 电源无线电接受系统 无线电发射系统显示控制屏 GPS 天频 反射天频 GPS天频 图 2-2RTK 系统结构图 1.1. GPSGPS接收机接收机 GPS接收机的功能是接收、 处理和存储卫星信号。 一个RTK系统至少需要两台GPs 接收机， 一台为基准站，一台流动站。 2.2. 电台电台 RTK系统中基准站和流动站的GPS接收机通过电台进行通信联系。 因此，基准站系统和流 动站系统都包括电台部件。 如前所述，基准站GPS接收机必须向流动站GPS接收机传输原始数 据，流动站GPS接收机才能计算出基准站和流动站之间的基线向量。 3.3. 掌上电脑掌上电脑 掌上电脑，是流动站系统的用户介面。RKT系统中的掌上电脑在功能上很像全站仪系统 中的数据采集器。很多时候，RKT系统和全站仪系统会使用同样的数据采集器软件(即TDS) 作介面。RTK系统中每个流动站只需用到一部掌上电脑(电子手簿)。 图 2-3RTK 系统的组成图 4.4.电源系统电源系统 基准站和流动站都需要电源才能工作。在流动站中，GPS接收机和电台使用同一电源。 在基准站中，GPS 接收机和电台可使用同一或不同电源。无论如何，根据选用电台类型的不 17 同， 基准站系统的电源要求可能比流动站系统要高出很多。 如果基准站电台必须要将数据传 输到5公里以外的流动站系统，基准站电台的发射功率就要很高，耗电量也很大。 （四（四）PTKPTK技术的使用优点技术的使用优点 1.传统测量外业容易受地形、气候、季节、森林覆盖等诸多因素的影响，使测量精度、 作业速度都受到很大限制，在能见度低、难通视的情况下，有些测量作业根本无法进行。而 GPS实时动态测量（RTK）技术的出现，较圆满地解决了这个问题。 2.GPS 实时动态测量（RTK）技术的定位精度高，数据也安全可靠，测站间无需通视。 在没有现成基准站控制点或基准点被破坏而造成的控制点不足的地区和由于地形复杂、 地物 障碍而造成的难通视地区能进行快速的高精度定位计算。 3.RTK 的综合测绘能力强，作业集成度高，易实现自动化，可胜任各种测绘内、外业。 参考站能够为不同用户提供多路多项输出服务， 流动站利用内装式软件控制系统， 无需人工 干预便可自动进行整周未知数的动态初始化解算， 使辅助测量工作极大减少， 作业精度也完 全由它来控制、记录并呈现给指挥管理中心，从而使自动化作业指挥系统的建立成为可能。 4.操作简便，容易使用，对作业条件要求不高，数据输入、处理、存储能力强，与计算 机、其它测量仪器通信方便。随着微电子技术的进步，RTKGPS 接收机的性能不断改进，使 用起来相当方便，在任何条件下都能操作。 5.作业人员少，定位速度快，综合、效益高。GPS 接收机仅需要一个人操作，在待测点 呆上一、 二秒即可获得该点坐标。 其他辅助费用少， 外业效率高； 内业便于利用计算机处理， 集成度高，节省人力。 6.能在现场实时求解流动站三维坐标， 且能实时知道定位时的精度。 不需要传统测量所 需求的各控制点间通视，每次每个碎步点观测都需读 L、a、S 等，使观测时间大幅缩短。 7.一个基准站可以支持多个流动站同时工作。 流动站和基准站之间的数据链保证流动站 上正确地采集数据，大大提高了工作效率。架好基准站后每个流动站仅需一人操作。 8.输入转换参数后可以进行 WGS84 坐标与本地要求的坐标间的正确转换。 9.用于放样精度高且异常便捷。 RTK 技术具有十分广阔的应用前景。 在 2030km 范围内， RTK 实时定位精度可达 cm 级， 目前正向 5mm 级迈进。在几百米或 12km 条件下，可以实现毫米级精度动态定位。 鉴于它的长距离，高精度的特点，可用于控制测量，比如可以高效率，高精度、经济 而又快速地建立或改善工程和城市控制网。 同时 RTK 的实时特性又可以应用于地形测量、线 路测量、曲线测设及工程放样等方面.特别是 RTK 系统新开发后放样和定线功能。RTK 还可 以在局部地区提供较高精度实时导航和定位的能力。 结合地理信息系统就可以在陆地， 海洋， 空中的导航，定位，交通管理等方面作出更大贡献。由于 RTK 技术是一门新型技术，它在具 体应用时诸多影响因素的研究国内进行的很少，在空旷地带 RTK 测量的精度、速度、范围都 较好。而在城区 RTK 的使用受到诸多因素的影响。 18 三、三、RTKRTK 系统流程系统流程 （一）进行 RTK 定位时，基准站将观测值及其已知坐标通过数据链发送给流动站，流动 站不仅采集 GPS 观测数据还要接受通过数据链电台送来的基准站数据， 并在流动站上形成差 分观测之后实时求出流动站坐标，其精度可达到厘米级。在 GPS RTK 测量中，要求有三点: 一是能接收 5 颗以上的 GPS 卫星；二是迁站过程中不能关机、不能失锁；三是必须能同时接 收到 GPS 卫星的信号和基准站播发的差分信号。 RTK 系统数据流程图如图 3-1 图 3-1RTK 系统数据流程图 RTK 技术其关键和难点就在数据传输技术和数据处理技术上: 1.数据传输技术 RTK 技术要求基准站实时向流动站发送信息， 要求信息发送量大， 数据可靠及误码率小。 移动数据通信技术促成 RTK 数据传输技术的成熟，数据传输速度不低于 9600baud，无中继 站传输范围也可达到 20km。实时 GPS 测量成功与否，与数据通讯系统是否能把基准站数据 实时、准确传送给流动站有很重要的关系。 有几种类型的传输方式可供考虑，一是利用实现波，但发射台要架高，传输距离有限； 另一种是通过空中卫星传输，这种方式的缺点是造价高，数据经由卫星浪费了时间，还有一 19 种就是目前国际上正在积极开始开展研究方法，即利用高频无线电波进行数据传输。 为了适应差分 GPS 发展 的新需要， 在 1994 年 1 月 3 日公布了差分 GPSRTCM 推荐标准版 本，增加了实时动态定位的电文 TYPE18-TYPE21。这是一组用于实时高精度动态测量与定位 的专用电文。TYPE21 提供载波相位原始观测，TYPE19 提供伪距原始观测量。这两组观测量 均未进行任何改正。这是供相位实时差分 RTK 应用的，在基准站所观测到的卫星数目不同， 所使用的发送波特率不同， 则传送数据所需要的时间也不同在高精度动态定位中， 用户接收 机是处于运动状态。为了保证动态测量的实时性，要求必须在尽量短的时间内传送给用户。 2.数据处理技术 实时厘米级定位精度 GPS 测量要求快速解出整周模糊度。 因而需要实时处理相位搜索判 断相位观测值的初始整周模糊度，常用搜索方法有：FARA 法，OTF 法。 FARA 法最早由 Frei.E 和 Beulter.G 提出用于快速静态作业方案上，以整体统计理论为 依据，在某已知值的解空间内，搜索一组方差和最小的似然函数整周数的解集，判断最有显 著性，观测时间减少到 5 分钟左右。随后，又出现组合波搜索技术和目前的 Z 跟踪技术以及 共同跟踪技术。 科技的发展， 令人目眩， 2000 年 Ashtech 又推出采用 instant-RTK 的 Zxtreme 接收机。 随着 GPS 在动态定位领域的发展， 特别是 RTK 技术的发展， 专家学者提出了各种求解动 态测量中相位整周模糊度的 OTF 方法。总体上来讲。按其所用数学思想的不同，OTF 方法可 分为四类:双频伪距法，模糊度函数法，最小二乘搜索法和模糊度协方差阵法。 110 四四 PTKPTK 系统在测量中具体应用系统在测量中具体应用 1.测区概况 为了很好地掌握实时动态技术 RTK 在山区大比例尺地形图测图中的应用，我们于 2006 年 5 月对焦作北面凤凰山进行了为期两天的 1：500 的地形测量。 该测区位于焦作市西北面，距市区约 1 公里。南临老牛河村，东临焦作影视城，测区 内交通便利，有公路、山路；地形复杂，有陡坎、沙场和峡谷；通视条件差并且山坡陡峭、 道路崎岖；该区东西约 0.2km，南北宽约 0.2km。根据本次论文的需要，我们采用 TOPCON 双星双频接收机实时动态模式进行测量，测图方式为全数字化测图，使用南方 CASS 5.0 软 件成图。 2准备工作 .参加人员：GPS 方向的学生九名，经验丰富的指导老师 3 名。 .仪器设备： 本次数据采集共使用四台 TOPCON 双频双星接收机设备，一台作为基准站，三台作为流 动站，还有笔记本电脑两台，通讯设备为每组一部对讲机。 仪器使用前已做了相应的检验，包括： 1. 接收机内部噪音检验，零基线检验； 2. 天线相位中心稳定性检验； 3. 光学对点器的检验等。 检验后仪器都调整到最佳状态。 3.收集测区的资料 进入测区之前要收集测区控制点资料，包括控制点的坐标、等次、中央子 线、坐标系统，是常用控制网还是 GPS 控制网、控制点的点之记、控制点的地形和周围环境 是否可作为 RTK 基准参考站。 4RTK 基准站的设定 为了保证 RTK 测量的精度和速度，选择一个环境良好的基准站是至关重要的，也是顺 利实施 RTK 的关键，基准站的安置应满足下列条件： （1）基准站应有正确的已知坐标。 （2）基准站应选在点位稳固、方便架设仪器的地方。 （3）基准站应选在地势较高（也不必太高，还要交通方便） ，较为开阔 周围无高度角超过 10的障碍物，有利于卫星信号的接收和数据链的发送 的位置。 （4） 为防止数据链丢失以及多路径效应的影响， 基准站周围应无 GPS 信号反射物 （大 111 电源 电 台 手簿 电瓶 GPS 天线 GPS 接收机 电台天线 Ant Pwr 在基准站安置仪器 GPS 接收 机设 基准站设置 面积水域，大型建筑物等） 、高压线、电视台、无线电发射台、微波站等干扰源。 5.基准站设置的过程： （1）.在基准站对中整平安置好拓普康 GPS 接收机，连接发射电台、电台天线和电瓶， 量取 GPS 天线高； （2） .GPS开机， Ranger手簿开机， 运行手簿上的Survey Pro软件， 选择屏幕上的 “Create a Job” ，设置好点名、长度单位和角度单位，然后选择“Finish”按扭，随后设置 “Settings”和“Survey” ，选择好手簿上的参数，最后进入“Base setup”页面，输入仪 器高和该点的坐标，按“OK”键后，关闭该窗口，基准站设置便操作完毕。 (3).RTK 测量基准站的操作流程如图 4-1 所示： 图 4-1基准站的操作流程图 RTK 基准站接线图如图 4-2 所示。 图 4-2 基准站接线图 6. RTK 流动站设置 (1).把发射电台、电台天线、手簿和电池连接好； (2).GPS 开机， Ranger 手簿开机， 运行手簿上的 “Survey Pro” 软件， 点击 “Create New 112 Job”键，输入点名：RTKROVER，往下选择角度单位和长度单位；点击“Finish”按 扭，进入另一个窗口，选择该窗口中的“NEW”点击“Settings” ，从而设置参数，设置完毕 以后，返回到最初页面，即 RTK 流动站设置完毕。 (3).RTK 流动站的操作流程如图 4-3 所示： 图 4-3 RTK 流动站操作流程图 7.图根控制测量 测区 XXKm共布设图根点 X 点。 图根点测设采用目前比较先进的 RTK 实时定位系统进行 布设，仪器使用南方灵锐 S82 接收机进行作业。观测过程中，在不同的观测站上，首先对等 级点进行检测，检查其坐标及高程精度满足要求后才开始新的作业。 在局部隐蔽或建筑密集区，则采用图根辐射的方法进行图根点加密。 连接流动站背包 GPS 接收机设置 读入基准站坐标 流动站设置 点测量 113 图 4-4 控制点布网图 采用 GPS-RTK 卫星快速定位方法测设图根点时， 每点至少有 1 个以上的通视方向； 联测 了 3 个以上等级控制点作为校正点， 并至少对一个以上的控制点用 RTK 测量的三维坐标与已 知值进行比较，平面较差在 5cm 以内，高程较差在 7cm 以内时，才进行 RTK 图根测量。测量 中流动站与基准站间的距离均未超过 5 Km，流动站的测量范围均在校正点控制的范围内。 观测前直接在仪器上设置各类参数， 所采集的数据自动记录，观测数据等一系列的改正 及坐标计算均由仪器自动完成，作业结束后传输坐标到计算机内。 图根辐射点的布设、观测及计算：本测区采用全野外数字化测图，图根辐射点在施测 过程中，根据实地测图的需要进行布设，其观测数据等一系列的参数设置、改正及坐标计算 均由仪器自动完成，然后通讯到计算机内。 8数据的采集 (1) RTK 基准站的操作 在基准站对中整平安置好拓普康 GPS 接收机，连接发射台、电台天线和电线，量取 GPS 天线高。 GPS 开机，Ranger 手簿开机，运行手簿上的 Survey Pro 软件。 （2） RTK 流动站的操作 流动站设备连接完备。 GPS 开机，Ranger 手簿开机，运行手簿上的 Survey Pro 软件。 （3） 基准站测量 到达测区先分别把 GPS 架设在 19、24、25、204（其中 19、24、25 三点为已知点）四 点上，使用 4 台 GPS 接收机采用星型布网方法，快捷静态模式，测量时长 50 分钟，现场数 据处理来求解转换参数并验证已知点的精度。 （4） RTK 测量 在已知点上设置 GPS 接收机一台，并将一些必要的数据如基准站的坐标高程、坐标转 换参数、水准面拟合参数、预设精度指标等输入 GPS 控制手簿。一至多台 GPS 接收机在若干 待定点上设置。 基准站与移动站同时接收卫星信号，基准站将接收到的卫星信号通过自备电 台发送给移动站， 移动站将接收到的卫星信号及基准站发送来的信号传输到控制手簿进行实 时差分及平差处理， 实时得出本站的坐标和高程及其实测精度， 并随时将实测精度与预设精 度进行比较， 一旦实测精度达到预设精度指标， 手簿将提示测量人员进行记录， 实测记录后， 手簿将测得的坐标、高程和精度同时记录进手簿中，并终止本站的测量。同时每组应有一个 同学负责根据地形图草图，并且注记每个点的属性。 （三）观测人员的技术熟练程度、工作态度等对 RTK 数据采集的精度会有影响。在外 业观测工作中仪器操作人员应注意以下事项： （1）当确认外接电源及天线等各项连接完全无误后，方可接通电源，启动接收机。 （2）开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后，方能输入有关测站和时段控制信 息。 114 （3）接收机在开始记录数据后，应注意查看有关观测卫星数据量、卫星号、相位测量 残差、实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况。 （4）一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重新启动；进行自测试（出 现故障除外） ；改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除 文件等功能键。 （5）每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次，当时段较长时 可适当增加观测次数。 （6）在观测过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容量是否充足，作 业中观测人员不要远离接收机， 听到仪器的低电压报警要及时予以处理， 否则可能会造成仪 器内部数据的破坏或丢失。 （7）仪器高一定要按规定始、末、各量测一次，并及时输入仪器及记入测量手东北大 学硕士学位论文第三章 GPSRTK 原理、技术关键及影响因素薄之中。 （8） 接收机在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机； 雷雨季节架设天线要防止雷击； 雷雨过境时应关机停测，并卸下天线。 （9）观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后 方可迁站。 （10）观测过程中要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应及时将数据 转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。 四、CASS 5.0 技术特色 （一） CASS5.0 的特点1.参数设置直接写入注册表。在以前版本中参数设置后往 往需要重新启动系统，CASS 5.0 中采用参数直接写入注册表，设置后不必再重启系统，更 加方便快捷。 2.图框设置交互性更强更直观。原来插入图框后要将图框、图角章中的有关文字内容 改为用户的实际内容，繁琐不堪。5.0 中图框设置采用对话框，修改快捷，一劳永逸。 3.自动图形接边。新增全自动、半自动、手工的图形接边方式，把繁琐的接边简单化， 且在角度小于设定角度时不留接边点。 4.界址点独立。采用街坊内统一编号，界址点圆圈中存放界址点号属性，界址点号自 动累加，方便重排浏览与查询编辑。 5.图形属性联动。宗地图图形属性合为一体，修改宗地属性方便快速。 6.宗地分合自如。相邻宗地可快速合并为一宗或一宗地任意分割为几宗，其面积信息 等自动重算。宗地图绘制考虑孤岛情况，地籍设置加入新的内容。宗地扩展词典中加入地籍 调查信息并可输出到 ACCESS 数据库。 7.图面修改实时互动。断面土方计算取消了道路设计参数文件的概念，断面图直接由 图面修改设计线和地面实际线，修改后断面自动重新调整，比文件操作更直观。 115 8.成果表格化。土方计算的成果可以直接生成表格，提供更为详尽的数据图形资料。 9.图形数据压缩。用等值线滤波压缩等高线的数据量，可以在很大程度上解决生成等 高线后图形文件变大的问题。可将数据量大的重量线转化为轻量线，很好地压缩图形文件。 10.数据通讯集成在一个对话框中，全站仪、E500 等外设通讯参数的设置更方便快捷。 11.点号可以是字符串。 12.行树狭长灌木林等线形难看的地物改为骨架线表示。 13.等高线可过整数高程点。解决了等高线过陡崖的问题。切除过文字注记等高线时不 会同时切掉等高线以外的地物。可由登高线生成数据文件，计算土方量，绘制断面图。等高 线内插功能有了极大的改善，5.0 是通过两条相邻等高线重新构建三角网来生成内插等高线 的，很好地解决了内插线条与原线条易相交打架的问题。 14.批量倾斜图可沿线路中心线自动生成。 （二） 在数字化成图方面1.方便的简码用户化方案。简码是描述测点地物属性与连 接关系的一种代码，一般在野外采集过程中通过电子手簿输入与记录。CASS 5.0 只需要用 户将自己定义的编码放在一个称之为“编码对照文件”的文本文件中即可。 2.完善、实用的电子平板。CASS 5.0 的电子平板引入了“多镜测量”功能。CASS5.0 的多镜测量理论上支持一个测站对无限多个棱镜（测尺）的观测，极大提高了野外测图的工 作效率。CASS 5.0 同时还支持镜站电子平板。 3.骨架线技术。在 CASS 4.0 以前版本中，骨架线仅作为数字地图导入 GIS 的一种概念 性数据结构和支撑技术。但在 CASS 5.0 中，骨架线不仅是满足数字地图导入 GIS 的需要， 同时，也已完全作为 CASS 的一种底层数据结构。这种扩充使得 CASS 5.0 的地图编辑可以直 接针对骨架线进行。任何线状地物或面状地物，只要骨架线的数据（位置等）发生改变，与 骨架线相关的所有符号也会发生相应的改变。 4.直观、便捷的图上比例尺更改。底层骨架线带来的另一个好处是用户可以直接在当 前图形界面上实时地改变地图的比例尺， 而 CASS 以前的版本只有通过 CASS 交换文件才能完 成这种改变。 5.直观、高效的地物编辑。CASS 5.0 提供了对象特性、特征匹配、及地物复杂等功能。 具有图、数连动特征的对象特性功能更加集中、实时、直观地修改地物特征性的编辑。特性 匹配功能则允许用户在地物之间进行特性的饿复制， 地物复制则为绘制同类地物提供了一种 非常快捷的方式，这些功能保证了地物编辑的效率的提高。 6.丰富的 DIM 建模与等高线绘制功能。CASS 5.0 提供了三角形过滤与重组功能，用户 通过一定的设置可以优化三角形 DTM 的图形， 也可以对不合理的三角形进行重组， 例如可以 调整三角形的边以避免与地性结构线相交。 绘制等高线部分更进一步提供了陡坎的每一点加 坎高的功能和任意区域的等高线断开功能，使绘出等高线更加精确与美观。CASS 5.0 提供 的等高线内插功能无论从其简便性还是效果都是同类软件功能中一流的。 116 7.提供了更多的用户化途径。CASS 5.0 的用户化已经达到了当前数字化成图系统的极 限。从编码到符号，从属性到图层，从菜单到快捷命令这些可见的与不可见的内容都是用户 可以定制的。 8.全面采用 Object ARX 开发技术。Object ARX 是代表 AutoCAD 最高开发水平的开发 技术。用 Object ARX 开发程序与 AutoCAD 共享地址空间，可直接访问 AutoCAD 数据库，其 速度是 Lisp 程序不可比拟的。 9.更加集中的参数设置集中在一个对话框中完成， 消除了过去老版本 CASS 参数设置的 繁琐。而且，CSS 5.0 中采用参数直接写入注册表，设置后不必再重启系统，更加方便快捷。 （三）数字化测图的若干问题 1.如何使用各种地形要素为计算机识别，众所周知，计算机只能识别数码。因此，首先 必须将地形要素数字化。地形要素可分解为二类信息：一类是定位信息即自然信息，用用空 间三维坐标来表示；另一类是属性信息即社会信息，用类码和字符表示。 2. 计算机如何按照既定的要求对各类信息进行处理。 3. 如何将处理的数据和文字信息转换成图形。 4. 如何按照既定的数字模型完成各类数字化地形图应用问题。 数字化地形测图在我国刚刚起步，其作业模式、基础理论、编码系统都在探索和发展 之中。 应该肯定， 一种镜站无编码便携机实时成图系统是大地测量仪器模式野外采集的发展 方向。 9.平面平差计算 四等 GPS 网精度统计如下： 相对误差最大值 表 4-1 相对误差重复基线计算 环 型 基线 中误差 (m) 重 复 基 线 GP03 GP04.1640 0.0082 GP03 GP04.1641 0.0088 相对误差=dS= 117 4.39ppm0.0084m ds 误差限制 0.016m 表 4-2 相对误差同步环计算 环 型 基线 中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量 同 步 环 GP03 GP04.1640 0.0082 2750.30 87 -38.22531136.891 5 GP01 GP03.1640 0.0125 2907.05 53 -237.474 2 2313.418 7 GP01 GP04.1640 0.0107 5657.36 77 -275.720 8 3450.310 2 相对误差= 1.62ppm S= 0.0216 = 0.0036 =-0.0213 =-0.0000 相对误差限制 10.00ppmS 误差限制 0.027m, 误差限制 0.016m 表 4-3 相对误差异步环的计算 环 型 基线 中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量 异 步 环 GP04 GP05.1640 0.0078 1312.94 28 189.2853-96.6593 GP03 GP04.1641 0.0088 2750.29 62 -38.20421136.900 4 GP03 GP05.1640 0.0090 4063.25 56 151.04561040.226 5 相对误差= 4.92ppm S= 0.0418 = 0.0166 =-0.0355 =-0.0146 相对误差限制 15.00ppmS 误差限制 0.052m, 误差限制 0.030m 绝对误差最大值 118 表 4-4 绝对误差重复基线计算 环 型 基线 中误差 (m) 重 复 基 线 GP01 GP03.1640 0.0125 GP01 GP03.1641 0.0134 相对误差= 2.64ppm dS= 0.0152m ds 误差限制 0.018m 表 4-5 绝对误差同步环计算 环 型 基线 中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量 同 步 环 GP03 GP04.1640 0.0082 2750.30 87 -38.22531136.891 5 GP01 GP03.1640 0.0125 2907.05 53 -237.474 2 2313.418 7 GP01 GP04.1640 0.0107 5657.36 77 -275.720 8 3450.310 2 相对误差= 1.62ppm S= 0.0216 = 0.0036 =-0.0213 =-0.0000 相对误差限制 10.00ppmS 误差限制 0.027m, 误差限制 0.016m 表 4-6 绝对误差异步环的计算 环 型 基线 中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量 异 步 环 GP03 GP04.1641 0.0088 2750.29 62 -38.20421136.900 4 GP01 GP03.1640 0.0125 2907.05 53 -237.474 2 2313.418 7 119 GP01 GP04.1640 0.0107 5657.36 77 -275.720 8 3450.310 2 相对误差= 3.47ppm S= 0.0462 = 0.0161 =-0.0424 =-0.0090 相对误差限制 15.00ppmS 误差限制 0.060m, 误差限制 0.035m 最弱点 GP01，平面中误差为 0.0292m。 最弱边为：GP05- GP06，边长精度：1/102921。 120 五、总结与展望五、总结与展望 GPS 以其独特的全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点，已经引起了广大测量 工作者的极大关注与兴趣。GPS 及 RTK 技术逐渐成熟，推动了测量工程技术的发展。 主要介绍了 RTK 原理，组成及应用，并且运用 RTK 技术在山区进行测量，将采集的数据 用 CASS 5.0 绘出一幅地形图。对 RTK 技术在山区测量的应用进行研究，充分体现了 RTK 独 特的优越性，可适当延长观测时间，相对提高精度，相当于实时的快速定位。也可