gps-rtk-技术在线路测量中的应用毕业论文(编辑修改稿)

gps-rtk-技术在线路测量中的应用毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

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。 由于在 RTK 定位技术中基准站已知坐标用的是国家坐标系或城市地方坐标系中的坐标 ， 而计算是在 WGS84 坐标系中进行。 因此 ， 在铁路设计和施工测量开始之前 ， 还必须要先求定两坐标系之间的转换参数 ， 再经过坐标转换和投影改正 ， 才能够获得实用的厘米级定位结果。 内蒙古科技大学毕业 论文 6 图 GPS RTK 技术的数据流程图 GPSRTK 定位系统的组成 系统组成主要包括以下三部分： GPS 接收机。 能够测量到载波相的 GPS 接收机都能够进行 RTK 定位，但是为了能够快速、准确地求解整周模糊度，双频接收机比较理想。 无线电数据链。 包括基准站发射电台、流动站接收电台和中继站电台。 电子手簿：由于 GPSRTK 作业过程中，流动站一般将和 GPS 接收机和电台背在背部，为了便于建立测量项目、建立坐标系统，设置测量形式和参数、设置电台参数，实时阅读、存储测量坐标和精度，设计放样从标点或参数、指导放样等，一般采用手持式的电子簿比较方便。 GPS RTK 技术在 线路 测量工作中的 意义 随着 GPS 定位技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革 命性的变革，为测绘工作提供了崭新的技术手段和方法， 使 GPS 控制网 具有 了 很高的精度。 绝大多数测量工作者也屏弃了控制测量采用导线测量的传统模式。 RTK 实时差分技术是 GPS的一部分，如果说 GPS 静态技术是宏观调控的话，那么 RTK 技术则是对其的微观补充。 在没有 RTK 以前，使用 GPS 测量时要使用多台 GPS 接收机长时间接受 GPS 信号，回来后还要做相应的数据处理，才能得到 GPS 控制点坐标，这种作业方式不但费时， 需内蒙古科技大学毕业 论文 7 要多台仪器多个人同时观测，费用大，需要人员多。 有了 RTK 技术以后，情况大大改观，只需把 RTK 基站架设在一个已知坐标值得固定点上，并不断发射无线电信号，另外一台 GPS 接收机可以即时接受基站的信号，并和其构成一条基线，这样 GPS 接受机就可以进行实时观测（几十秒即可），且精度能达到厘米级，测量速度快， 精度高，只需一台 GPS 接收机和一个基站，人员也减少了，可以说是革命性的进步。 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。 内蒙古科技大学毕业 论文 8 第二章 GPS RTK 技术 在线路测量中的 基本 应用 及操作流程 GPS RTK 技术在线路测量中的主要应用点 RTK 技术在 控制测量 中的应用 常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，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。 在控制测量中，可根据控制测量精度要求采用不同的 RTK 测量方法。 例如图根测量，可用手扶对中杆使气泡居中测量 5 ～ 10 s 即可满足要求。 对于高等级控制测量，需要架设脚架、基座，安置 RTK 接收机，设置测量时间为 5 min( 不需要更长时间，精度不因时间增加而显著提高 ) ，即可得到该点坐标成果。 为了保证精度及测量成果排除外界因素干扰，可独立进行 2 次，取其平均值作为最终测量成 果，既起到了测量检核的作用，同时又提高了测量精度。 在控制测量中， 采用 RTK 技术 前，需要了解此 项目 的要求精度， 并在 合理的范围内适当地选择不同精度的机型，以确保工程顺利完成。 GPSRTK 图根控制测量的一般作业流程： 收集资料。 首先收集测区的控制点资料，包括坐标系及控制点是属常规控制网还是GPS 网；外业踏斟，视控制点是否适合作为基准点。 求定测区转换参数。 GPSRTK 测量是在 WGS84 坐标系中进行的，而各种工程测量和定位是在地方和国家坐标系中进行的，它们之间存在坐标转换问题。 大家知道， GPS 静态测量时，坐标转换是在事后处理进行的，而 GPSRTK 是用于实时测量，要求及时给出地方或国家坐标，因此，首先必须求出测区的转换参数。 计算测区的转换参数，需知已知点至少三个以上，且分别有 WGS84 地心坐标系、国家坐标或地方坐标；该点最好选在测区四周及中心，均匀分布，能有效地控制测区。 为了检验转换参数的精度和可靠性，最好能利用最小二乘法选三个以上的 点求解转换参数。 基准点的安置和测定。 基准点的安置是顺利实施 GPSRTK 的关键程序之一。 它的安内蒙古科技大学毕业 论文 9 置应满足下列条件： 应有正确的已知坐标。 地势较高且交通方便，四周通视条件好，较为开阔，有利于卫星信号的接收和数据的发射。 为了提高 GPS 测量的可靠性，先点最好选择在电磁波干扰比较少的地方，以保证数据伟输的可靠性。 周围不产生多路径效应的影响及没有其他干扰源，以防数据丢失。 流动站观测。 GPSRTK 流动站观测按快速 静态测量模式进行，将 GPS 信号流动站安置在等测点，静止地进行观测。 在观测过程中， GPS 流动站在接收卫星信号的同时，通过内置电台接收基准站传输的的观测数据，根据相对定位原理，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到流动站和基准站的坐标差： 、 、 ，坐标加上基准站坐标，得到流动站的 GPS84 坐标。 通过点较正求得从标转换参数实时转换得出流动站的三维坐标及相应精度。 当解算载波相的整周未知数得到固定解，解算结果的变化趋于稳定，且其精度满足设计要求（平面： ）时，便将解算结果存入电子手簿，结束该站观测。 此过程一般进行 3min5min。 RTK 技术在线路 放样 中的应用 放样，是把图上设计的物体按照已定的尺寸或坐标在实地上标定下来。 传统的线路放样方法有偏角法、切线支距法、极坐标法等。 一般需要事先根据坐标计算放样元素，再在实地使用全站仪等常规测量仪器测设出当放样线路。 因其在实施过程中受测区通视条件和已知点分布等因素影响，耗人耗时、效率低下，且缺乏实时有效的精度控制检核措施。 GPS RTK 测量技术用于放样，参与放样工作的人数也大大减少。 GPS RTK 技术的应用，极大地提高了工作效率，亦更好地解决了实时而简便的检核。 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。 RTK 技术的优点还有可反复作业，不 必重复输入设计数据，不必担心数据计算或输入粗差。 当环境条件不满足 RTK 放样要求时，可利用 RTK 的快速控制测量优势测设临时控制点，架设全站仪完成放样任务，从而代替了从高级控制内蒙古科技大学毕业 论文 10 点做导线引入控制点的繁杂程序。 计算线路上任意点坐标的方法很多 ， 对于曲线测设而言 ,只要给出线路上各交点坐标 ，对应曲线半径和缓和曲线长度 ， 就可以计算出线路上各曲线大桩的坐标和需要放样的线路中线的任意点坐标 .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 ,完成中线测量。 目前该方法已广泛应用于铁路、公路的中线放样。 RTK 技术在线路数字地形测绘中的应用 随着 RTK 技术的逐渐普及 ,线路数字地形测绘的野外数据采集方法 ， 也逐渐采用GPS RTK 测量方法。 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 RTK 技术进行线路带状地形图根控制测量 ， 既能实时获取定位结果 ,又能实时获取定位精度 ， 可大大提高作业效率。 事实上 ， 用 RTK 进行野外数据采集 ， 也可不遵循 “ 从整体到局部 ， 先控制后碎部 ” 的原则 ， 图根控 制。 测量和碎部测量可以同步进行。 只有在 GPS 卫星受遮挡的地段 (如高楼密集区、森林区等 )， 在适当位置用 RTK 施测成对的图根点 ， 以便使用常规方法采集碎部点。 图根控制测量和碎部测量同步进行 ， 不受图幅的限制 ， 作业小组的任务可按河流、道路等自然分界线划分 ， 便于进行碎部测量 ,也减少了图幅接边的问题。 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 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。 通过大量生产实践分析 ， RTK 线路地形测绘与全站仪测图相比较 ,有以下优点。 精度高且分布均匀 ， 作业方便 全站仪测图受通视条件和视距限制的约束 ， 需要多次搬站 ； RTK 测量省去了搬站的烦恼 ， 基准站架好以后 ， 在其作业半径内 ， 全力跑点即可。 而且 RTK 作业不受通视条件限制 ， 无需做控制 ， 基准站设置好 ， 进行点检核后 ,即可开测 ， 适应数字化成图的需要。 RTK 测量碎部点的误差均为随机产生 ， 不会产生误差积累 ， 其平面精度完全可以满足中内蒙古科技大学毕业 论文 11 等精度控制测量的要求 ， 高程完全可以满足图根点和地形测图的需要 ， 在待定点距起算点 (基准站 )2～ 6 km范围内 ,高程精度可以满足四等水准要求。 速度快 ,效率高 ,节约人力 RTK 用于线路地形测绘 ， 可以较大程度地提高工作效率和减轻劳动强度。 一组全站仪测图人员 (一般要求至少 3～ 4 人配合 )可分成两个 RTK 测量组。 RTK 作业 ， 每组一般1～ 2 人 ， 测记法 1 人操作 1 人画图 ,编码法 1 人即可。 每站测图采点仅需 3 s 左右 ， 1 d可采集 500 个点 的 数据 ， 工作效率大大提高。 GPS RTK 的 操作流程 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 ，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。 RTK 的 具体 作业过程 启动基准站 将基准站架设在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上 ， 正确连接好各仪器电缆，打开各仪器。 将基准站设置为动态测量模式。 建立新工程，定义坐标系统 新建一个工程，即新建一个文件夹，并在这个文件夹里设置好测量参数 [如椭球参数、投影参数等 ]。 这个文件夹中包括许多小文件，它们分别是测量的成果文件和各种参数设置文件，如 *.dat、 *.cot、 *.rtk、 *.ini 等。 点校正 GPS 测量的为 WCS 一 84 系坐标，而我们通常需要的是在流动站上实时显示国家坐标系或地力独立坐标系下的坐标，这需要进行坐标系之间的转换，即点校正。 点校正可以通过两种方式进行。 内蒙古科技大学毕业 论文 12 在已知转换参数的情况下。 如果有当地坐标系统与 W CS84 坐标系统的转换七参数，则可以在测量控制器中直接输入，建立坐标转换关系。 如果上作是在国家大地坐标系统下进 行，而且知道椭球参数和投影方式以及基准点坐标，则可以直接定义坐标系统，建议在 RTK 测量中最好加入 12 个点校正，避免投影变形过大，提高数据可靠性。 在不知道转换参数的情况下。 如果在局域坐标系统中工作或任何坐标系统进行测量和放样工作，可以直接采用点校正方式建立。