全站仪开题报告--全站仪配合RTK在施工放样中的应用研究

本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 全站仪配合 RTK在施工放样中的应用研究 学 院 名称测绘科学与工程学院 专 业 班 级测绘工程 2001-2 班 填表时间：2013 年4 月 20 日 设计（论文） 题目 设计（论文） 类型（划“”） 全站仪配合 RTK在施工放样中的应用研究 工程实际科研项目实验室建设理论研究其它 一、研究目的和意义 设计图纸所表示的建筑物轮廓活着特征点往往是以角点坐标的形 式表达的，测量放样就是要在待建的场地上确定设计坐标相对应的位 置，并用标桩表示出来。 测设点和高程是分开进行的。 目前常用的传统的点位放样方法有直 接放样方法和归化法放样。其中直接放样方法有坐标法放样、距离交 会法、角度交会法、自由设站定位法。而坐标法放样也有两种方式： 一种是常用的极坐标法，也就是采用经纬仪+测距仪或全站仪来放样； 另一种是直接采用 GPS RTK的方法放样。 高程放样方法有水准仪放样 法，全站仪无仪器高法，GPS RTK 法。对于工程精度要求稍低的，可 用钢卷尺直接丈量或用三角高程测量等方法。 目前常用的放样方法很简单， 并成功的解决了很多工程问题， 完成 了数不清的工程项目，但随着测绘技术手段的不断发展和对建设工程 高质量的要求，他们的缺点也越来越突出。主要包括以下几个方面： （1）传统阶段的工程施工放样，由于要用到钢尺丈量水平距离， 对于距离较长或地形起伏较大的地区，放样工作则显得困难重重。对 于有圆曲线或缓和曲线的工程施工放样则更加复杂，其测设大多采用 偏角法或切线支距法，这些方法不仅有很多的内业计算，而且很容易 产生累计误差，放样的精度不高，放样速度较慢。 （2）全站仪坐标放样方法，无需做任何放样数据的计算，放样的 工序简化了，放样的精度提高了，而且不受地形的限制。但是由于工 地现场环境的复杂性，例如：堆料、不通视等因素的影响，降低了劳 动效率， 而且放样一个设计点往往需要来回多次移动目标， 须23 人 参加操作。 （3） RTK技术的出现使施工放样有了突破性的发展， 不但克服了 传统放样法和坐标放样法的缺点，而且具有观测时间短、精度高、无 须通视、现场给出精确坐标等优点。但是，由于GPS测量适用于视野 开阔、障碍物较少的新区建设。 RTK技术克服了传统放样法和坐标放样法的缺点，并且具有观测 时间短，精度高、无须通视、现场给出精确坐标等优点，特别适合道 路等大批量设计点位的放样工作，尤其是道路边桩、征地范围线等放 样。不需沿途布设图根控制点，从而减少了施工控制网的布设密度， 节约经费，节省时间，提高了工作效率。然而，在对天通视困难的特 殊地区，RTK 失锁较严重，放样效果往往不理想。因此，作业时一般 用RTK 施测较为宽阔地带的放样点，而在RTK 失锁较严重和放样精 度效果不理想区， 用全站仪施测放样点。 这样既避免了RTK 测量所发 生的特殊地区精度不能满足要求的情况，又避免了常规的全站仪放样 的低效，使得两种仪器在实际测量中相得益彰，有效地提高了作业效 率。 二、本课题的主要研究内容（提纲） （1）阐述论文研究的背景及其研究意义，再给出本文的主要研究 内容和论文结构。 （2）介绍全站仪放样、GPS-RTK放样的基本原理与数据处理。 （3）详细介绍全站仪配合 RTK 放样方法应用。 （4）总结本文研究内容，并提出研究中存在的不足和继续深入研 究的工作。 施工放样技术 概述概述 全站仪技术原理 课题目的及意义 SAR 概述 绪论 SAR 概述 国内外研究现状 研究内容和论文结构 理论基础 RTK技术原理 SAR 概述 全站仪配合 RTK 技术概述 关键技术 误差分析 数据处理及误差分析 SAR 概述 技术应用分析实例分析 SAR 概述 结论 结论展望 展望 SAR 概述 三、 文献综述（国内外研究情况及其发展） 在传统的工程放样方法中， 必须求出设计图中的放样点或线相对 于控制网或原有建筑的相互关系，即求出其间的角度及间距和高程， 这些数据称为放样数据。然后按照放样数据利用传统光学经纬仪、皮 尺、钢尺、水准仪等工具测设出点位和高程。通常，测设点和高程是 分开进行的。测设点位的常用方法有：直角坐标法，极坐标法、角度 交会法和距离交会法等。高程放样最常用的是几何水准测量，对于工 程精度要求稍低的，可用钢卷尺直接丈量或用三角高程测量等方法。 测绘技术的不断进步、测绘仪器及工具的不断更新和改进，促使 工程施工放样工作越来越简化，精度也越来越高。人们可以根据需要 采用不同的放样方式，几种方法亦可以结合使用。 对于全站仪配合RTK技术，虽然我国学者也做了大量的工作,但该 研究仍在探索之中。 如： 张书华， 李小显介绍RTK协同全站仪联合采集数据应用于GIS 生产的作业流程，通过实例分析了图根控制与碎部点数据采集、分离 和处理的方法。分离后的图根点数据以原始测量数据形式参与平差， 获取图根点坐标。 然后， 对碎部点数据进行处理， 经处理的数据以*.dat 格式输入计算机编辑成图。避免了作业员重复进入同一作业区域，减 少了工作量，提高了成果精度，方便了成图。 王井利，刘玉梅，利用全站仪配合静态GPS的方法(GT法)进行自由 设站，对GT法实施的关键问题进行论述，并建立GT法的计算模型， 对静态GPS天线在不均匀转动条件下基线解算精度进行了实验。结果 确定了全站仪配合静态GPS进行自由设站测量方法的计算模型；GPS 天线在不均匀转动条件下，基线解算精度有较小的下降，但其误差较 小，可满足地形测量的精度要求。得出结论： GT法可低成本解决地形 测量中，因测区面积较大、地形复杂、地物遮挡等原因带来的频繁增 加控制点或临时设置支点而降低工作效率的问题；明确了GPS天线在 转动条件下的解算精度。解决全站仪测量时，通视困难条件下自由设 站问题及其计算方法。 陈学娣，李全海，谷川经过理论推导 ,得到采用RTK与全站仪联合 作业的精度计算公式，并经实验证明该方法满足放样的精度要求。 李清华，姜赟，提出了应用GPS-RTK与全站仪联合作业的方法， 即在进行地形测量时，空旷地区的地形、地物用 RTK 测之；村庄、城 市内的建筑物、 构筑物用RTK 实时给出图根点的三维坐标， 然后用全 站仪测之。用实践证明该方法是切实可行的。 龚振文结合昆明市丰源路道路整治工程的道路测量中GPS定位技 术和全站仪相配合使用的应用实践，论述两者的优化组合能够快速、 准确和高效地完成测量任务，并取得了良好的经济效益和社会效益。 RTK 技术的出现使施工放样有了突破性的发展，不但克服了传统 放样法和坐标放样法的缺点，而且具有观测时间短，精度高、无须通 视、现场给出精确坐标等优点，经现场检测，在距离参考站约 3 公里 处， 平面定位误差小于5cm， 高程误差小于10cm。 GPS接收机只要13min 就能进入 RTK 工作状态， 在此状态下 1min 内即可得到厘米级的点位精 度。当然 RTK 技术也存在对天通视困难地区无法测量及部分精度不能 满足施工要求等缺陷，针对不同的工程要求，基于 RTK 技术、智能全 站仪、计算机技术的集成式精密空间放样测设技术将具有良好的应用 前景。 三、拟解决的关键问题 利用全站仪配GPS进行主要分为两部分： 一方面是全站仪配合GPS 工作模式，另一方面是数据处理方法。GPS 技术的应用给测量技术带 来了一场深刻的革命，如何将该型技术引入到变形监测中并发挥巨大 的作用就成了我们需要研究并攻克的一个关键问题。因此本文的主要 研究能容为： （1）可行性分析； （2）数据处理及精度分析 四、研究思路和方法 通过比较施工放样的几种技术方法，比较各自优缺点，深入了解 使用全站仪与 GPS-RTK 放样的基本原理与数据处理的整个流程。通 过研究相关文献资料以及实例分析，研究全站仪配合 GPS-RTK 进行 放样的可应用性研究，并进行数据处理及精度分析。 五、 本课题的进度安排 2011.4.1-2011.4.15:论文所需资料数据收集、分析研究，论文开题 2011.4.16-2011.5.1：对相关理论进行分析 2011.5.2-2011.5.30：论文撰写 2011.5.30-2011.6.10：论文检查与修改 2011.6.13：论文答辩 六、 参考文献 1李青岳,陈永奇工程测量学【M】 北京：测绘出版社,2008,08 2潘正风,杨正尧,程效军,成枢,王腾军数字测图原理与方法 【M】 武汉：武汉大学出版社,2004,08 3刘浩,王国江.浅谈工程放样的发展【J】.科技信息,2007,(31):124. 4李强,王旭东.全站仪放样精度分析【J】.辽宁省交通高等专科学 校学报,2003,5（3）:26-27. 5吕士花,单英杰.全站仪放样与 RTK放样的精度比较【J】.中国科 技信息,2010,（1）:46-47. 6陈学娣，李全海， 谷川.全站仪配合 RTK 放样方法应用及精度 分析【J】.铁道勘察,2009,（4）:50-51. 7许有田等.浅谈施工放样的平差问题【J】.地矿测绘,1995,（4）. 8GB50026-2007.工程测量规范【S】. 9徐振峰.全站仪和 GPS-RTK技术在放样应用中的比较【J】. 科学 之友，2010， （5） ：15-16. 10潘尚龙.全站仪、 GPS 在建筑施工放样中的应用 【J】.建筑,2007, （20） ：22-24. 11 周忠谟、易杰军、周琪.GPS卫星测量原理与应用【M】.测绘 出版社,1997,01. 12张书华,李小显. RTK协同全站仪联合采集数据有关问题分析 【J】.地理空间信息,2007,5(5):8-10. 13 王井利,刘玉梅,王欣.全站仪配合GPS 进行自由设站法的模型 及应用【J】.沈阳建筑大学学报,2007,23(2):244-247. 14 李清华,姜赟. GPS -RTK与全站仪联合作业在数字测图中的应 用【J】.测绘与空间地理信息,2010,33(6):119-123. 15 龚振文.全站仪和GPS -RTK相配合在道路测量中应用研究 【J】 . 现代商业工贸,2011(2):254-256. 16 Y， Tamura. Measurement of wind-induced response ofbuildings usingRTK-GPS.JournalofWindEngineeringandIndustrial Aerodynamics，V0lume 90，Issues 12-15，December 2002，Page 1783-1793. 17XiaojingLi,LinlinGe,Eliathamb