毕业答辩(GPSRTK技术在线路测量中的应用)

1、题 目：GPS RTK 技术在线路测量中的应用 学生姓名：任惠远班 级：测绘09-1班 指导教师：李世平 教授研究概述 随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，GPS RTK技术也日益成熟，并逐步在测绘工作中得到应用。通过GPS RTK技术能够在野外得到厘米级定位精度的测量方法，本文首先就GPS RTK技术在线路测量中的基本应用和流程进行了论述，其次，对RTK技术在线路测量中的应用实例进行了分析，最后，就GPS RTK技术在测量中的误差产生原因、精度分析以及质量控制方案进行了总结。基本框架 GPS系统以及RTK技术的简单介绍 RTK技术在线路测量中的几个主要应用点 RTK技术的操作方法和要求

2、 RTK技术在测量中的误差及优缺点分析 RTK技术在线路测量中的优化布测方案512341 1、GPSGPS系统以及系统以及RTKRTK技术的简单介绍技术的简单介绍 GPSGPS系统的诞生系统的诞生 全球定位系统 （Global Positioning System-GPS） 是美国从上世纪70 年代开始研制，经历了方案论证（19741978年）、系统论证（19791987年）、生产试验（19881993年）三个阶段，总投资超过 200 亿美元，于 1994 年全面建成的一种导航系统 。该系统是以卫星为基础的无线电导航系统，具有全能型（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导

3、航、定位和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。整个系统分为卫星星座、地面控制和监测站、用户设备三大部分。GPS RTKGPS RTK技术简介技术简介 实时动态（Real Time kinematic,简称RTK）测量技术，是以载波相位观测测量为根据的实时差分GPS（RTD GPS）测量技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。GPS RTK技术开始于 90 年代初 ，是一种全天候、全方位的新型测量系统，称为载波相位动态实时差分技术，是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式，是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。且具有定位精度高且精度分布均匀，速度快、效率高，观

4、测时间短，方便灵活，测程不受限制，不受通视条件影响等优点。目前常用的RTK差分技术有：坐标差分、伪距差分和载波相位差分三种。GPS RTKGPS RTK技术的基本思想技术的基本思想 利用多台（2台以上）GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知点上作为基准站，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站。另外的接收机用来测定位置点的坐标即流动站。流动站上，GPS接收机在接受GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标极其精度。数据流程图数据流程图RTKRTK在测量

5、工作中的意义在测量工作中的意义 GPS RTK技术以其定位精度高、观测速度快、小巧灵活等优点，深受广大测量工作者的青睐。同时， GPS RTK技术的发展，使常规的测角、测距、测水准为主体的地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高效率、高精度的 GPS RTK 技术所代替。因此，GPS RTK技术在控制测量、工程放样、地形测图等工作中都能极大地提高外业作业效率，对测量工作的发展起到了极大的推动作用,这对GPS技术的发展和普及，更具有重要的现实意义。2 2、RTKRTK技术在线路测量中的应用点技术在线路测量中的应用点控制测量控制测量 常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，

6、且精度不均匀。 GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但数据采集时间长，还需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。 所以应用GPS RTK 测量技术进行控制测量，其操作方法灵活方便，在作业效率上具有明显的优势，但测量成果在精度上稍差于导线测量和GPS 静态测量 。放样放样 线路中线放样中，将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入 RTK 的外业手簿，即可放样。 放样方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。 放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于东西南北各个方向移动，根据手簿屏幕上方向和数值的指示移动，当到达目标位置并符合精度要求

7、时，会自动提示测量者已完成放样，同时迅速提示测量者目标位置的标高是否满足工程设计要求，告诉操作者误差值，直接指导下一步施工。如果把线路载入GPS，在GPS内部生成线路位置并现场参考站架设完毕后，可以有选择的按定距或者指定大桩进行中线放样。一般按桩号放样，当输入一个桩号后，GPS RTK会自动提示你目前位置距离桩号的距离、方向，据此找到测设设计位置，完成中线放样。地形图地形图 对线路工程中小块面积的地形测图，如管线、铁路、公路工程中的站址以及输电线路工程中的塔址等，应用RTK技术进行线路地形数据采集，可以收到快速、高精度、低成本的理想效果。 用全站仪、经纬仪等进行数字地形测图时，被测的地物地貌等

8、碎部点都要与测站通视。因视距受到限制，其最理想的每站测图范围在0.5 km左右，对于线路工程带状地形测绘，在线路纵向上往往不能满足长距离测量的要求。而采用RTK进行测图时，作业半径可以延长到10 km左右，很好地解决了这个问题。3 3、RTKRTK技术的操作方法和要求技术的操作方法和要求基本作业方法基本作业方法 将基准站设在制高点上，以利于接收卫星信号和传输数据链信号，控制点间距离小于RTK有效作业半径的2/3倍。为方便对RTK测量成果进行检核，在测区内环境不良地区增加基准站。基准站的选点尽量避免无线电干扰和多路径效应。 施测第一个观测点为已知点，以检核第一个RTK测量结果是否精确。实践表明，

9、开始RTK测量前的检核工作很重要,如果忽略了这一步，可能造成整天的测量成果作废。它可以发现很多问题,如输入的控制点坐标、坐标系统、设置参数是否有误等。 由于接收卫星状况不良原因而造成的盲点地区，则在盲点周围加测控制点，以便用全站仪补测。工作要求工作要求 基准站和流动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号。 基准站和流动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号,即流动站迁站过程中不能关机,不能失锁。 基准站和流动站同时接收到GPS卫星信号，流动站实时接收到基准站发出的差分信号。 基准站采用静态GPS控制点或国家四等以上控制点，由一基准站迁到另一基准站后应对两控制点进行检核。不允许在控制点上发

10、展基准站。 GPS RTK测量应按规定对仪器进行检验，作业前做好星历预报，合理安排野外作业时间，作业时应按照随机操作手册进行。4 4、RTKRTK技术在测量中的误差及优缺点分析技术在测量中的误差及优缺点分析RTKRTK在测量工作中的误差在测量工作中的误差来源来源 基准站误差 流动站的天线姿态 同测站有关的误差，包括天线相位中心变化和多路径误差 信号干扰产生的误差 轨道误差 电离层误差 对流层误差 坐标系统转换出现的误差GPS RTKGPS RTK技术放样精度的验证技术放样精度的验证 为了验证RTK放样的可靠性和精度，在某国道段线路中桩放样时，先把基准站架设在已知控制点D3上进行RTK放样，然后

11、再把基准站架设到另一个已知控制点D7上，分别用RTK测得其中10个中桩的坐标,与放样坐标进行比较,验证重合性。同时，再用全站仪测定了这10个中桩的坐标进行检验。检验时采用某品牌全站仪，其标称的测角精度为2，测距精度为(2 mm+2 ppmD)。将RTK在不同基准站下放样、测量结果的平均值与全站仪测量结果进行比较,结果如下表所示。 由上表中的RTK放样、测量以及全站仪测量结果比较可以看出：利用RTK在不同基准站下放样、测量的中桩坐标之差的最大值 Xmax=2.4 cm， Y max=2.3 cm， H max=2.2 cm。同样，利用RTK在不同基准站下放样、测量的中桩坐标平均值和全站仪测得坐标

12、之差的最大值 X max=3.4 cm Y max=3.3 cm， Hmax=3.6 cm。这些差值均在公路勘测规范(JTJ 061-99)规定的容许范围内，说明RTK放样测量成果是精确可靠的。从上述定位精度比较结果及实际工程结果来看，RTK技术在公路定线测量中的点位精度可达厘米级，内符合精度较好，且与全站仪测量结果接近，可以较好地满足公路设计和施工中的定线、放样测量的精度要求。另外，RTK放样时，放样精度是实时显示的,而且RTK放样每个中桩的过程一样,不存在误差积累，每个中桩的点位精度大致相同，因此，保证了中桩点位精度的可靠性和均匀性。 优缺点分析优点优点： 作业效率高 定位精度高，数据安全

13、可靠，没有误差积累 降低了作业条件要求 操作简便，数据处理能力强缺点及解决办法缺点及解决办法： 受卫星状况限制和天空环境影响，需选择好的作业时间 数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小，尽量把基准站设在测区中央最高点上，避开强磁场干扰。 初始化能力和所需时间问题，选择先进的机型。 高程异常问题, RTK作业模式要求高程的转换必须精确 精度和稳定性问题RTKRTK技术的局限性技术的局限性 用户需要架设本地的参考站； 误差随距离增长； 误差增长使流动站和参考站距离受到限制(1015 km)； 可靠性和可行性随距离的增加而降低。5、RTK技术在线路测量中的优化布测方案熟习仪器特性熟习仪器特性

14、工程作业前应将仪器进行一次总复位，以确保仪器工作状态最佳。通过在各种条件下反复试验，摸清仪器各种特性，以便应用时得心应手。布布控制点控制点 控制点主要布置在制高点上用来设置基准站，以利于接收卫星信号和数据链信号。控制点的选点还要避免无线电干扰和多路径效应。目标点施测目标点施测 第一个观测点应是控制点或已知坐标点，以检核精度。开始RTK测量的第一个成果检核很重要，如果忽略了这一步，可能造成整天的测量成果作废。 第一个观测点如果找不到已知坐标点，则应该在基准站附近施测得出第一个固定解成果，用罗盘仪和距离反算法检核成果的精度和可靠性。 在整个测量过程中都要注意质量控制检验，方法如上所述，还可利用原有大比例尺地图，检验其山顶点的高程，圈出未能进行 RTK测量的盲点。 解决盲点。如果盲点地区致盲的主要原因是数据链信号接收问题，首先可提高基准站和流动站天线的架设高度，流动站天线可采用长垂准杆架设以保证成果精度。若不行再考虑搬站；如果盲点地区致盲的主要原因是接收卫星状况不良，则应该在盲点周围加测图根控制点，以便用全站仪补测。 选择作业时段。一般中午时分不易进行 RTK测量，或者测量效率很低，所以要早出工，晚收工，利用良好时段进行 RTK测量，这样不仅效率快，而且精度高。结论 GPS RTK在线路测量工作中不仅