毕业设计(论文)-GPS-RTK在地形测量中的应用

毕业设计题目：GPSRTK在地形测量中的应用系别：交通土木系专业：工程测量技术姓名：方占吉学号：11290901012指导教师：西安科技大学高新学院2012年4月27日-2-摘要本论文主要主要介绍GPS(RTK)的基本原理、系统组成、技术特点、误差来源，现阶段GPS(RTK)主要发展方向。主要阐述的是利用现有的技术进行误差来源分析和主要误差的减弱或者消除。通过实例说明GPS(RTK)的主要优点和缺点，对GPS(RTK)的误差分析，了解现阶段GPS(RTK)能达到的测量精度。通过本文的论述现阶段GPS（RTK）的主要发展方向，使用过程中的主要误差来源，以及消除使用误差的方法，了解到GPS(RTK)在现阶段测量领域的主要应用范围，通过探讨现阶段GPS(RTK)的主要发展方向、GPS(RTK)的主要误差来源和消除测量误差的方法，拓宽了GPS(RTK)在以后测量工作的应用范围，为以后的测量工作奠定了基础。关键词：GPS(RTK);发展方向；误差来源；误差改正；应用范围ABSTRACTThepresentpapermainlymainlyintroducesGPS(RTK)thebasicprinciple,thesystemcomposition,thetechnicalcharacteristic,theerrorsourceandthepresentstageGPS(RTK)maindevelopmentdirection.Whatmainelaborationistheuseexistingtechnologycarriesontheerrorsourceanalysisandthemainerrorweakensoreliminates.ThroughtheexampleexplainedthatGPS(RTK)theprincipaladvantageandtheshortcoming,totheGPS(RTK)erroranalysis,understoodpresentstageGPS(RTK)canachievemeasuringaccuracy.ThroughthisarticleelaborationpresentstageGPS(RTK)themaindevelopmentdirection,usesintheprocessthemainerrorsource,aswellaseliminatestheuseerror'smethod,understoodGPS(RTK)inthepresentstagesurveydomain'smainapplicationscope,throughthediscussionpresentstageGPS(RTK)maindevelopmentdirection,theGPS(RTK)mainerrorsourceandeliminatesmeasuringerror'smethod,hasexpandedGPS(RTK)inthelatersurveyingworkapplicationscope,wasthelatersurveyingworkhaslaidthefoundation.-3-Keyword:GPS(RTK);Developmentdirection;Errorsource;Erroneouscorrection;Applicationscope目录摘要................................................-2-1、绪论.............................................-1-1.1GPS概述.........................................-1-1.2RTK的主要使用范围...............................-1-1.2.1现阶段GPS主要应用范围.......................-1-1.3RTK技术以后的发展方向...........................-2-2、RTK的定位原理、优点和缺点.......................-4-2.1RTK的定位原理...................................-4-2.1.1RTK定位技术的原理...........................-4-2.1.2RTK的系统组成和工作原理.....................-5-2.2RTK技术的误差来源和测量精度....................-5-2.2.1RTK技术的优点...............................-6-2.2.2RTK技术的缺点...............................-7-3、利用全站仪RTK组合进行地形测量...................-9-3.1全站仪和RTK组合进行地形测量实例................-9-3.1.1GPS首级控制和全站仪图根控制.................-9-3.2RTK碎步测量...................................-10-3.2.1控制点位的精度分析.........................-12-结束语..................................错误!未定义书签。参考文献...........................................-15-致谢...............................................-14--1-1、绪论1.1GPS概述GPS定位技术给传统的工程测绘（光学法）带来了彻底性的革命。它具有操作简便、定位精度高、不受天气与通视条件的限制等特点，受到了测绘行业的青睐。特别是GPSRTK(RealTimeKinematic)平面实时定位技术是GPS定位技术的最新发展技术，因其操作快捷、直观、定位精度高、实时性强、自动化程度高、点位误差不累积等优点，从而具有3大优势：(1)实时掌握定位精度，操作方便快捷；(2)快速施测碎部的地形与地貌，并能数字成图；(3)能事先输入设计点坐标，进行工程放样等。RTK定位技术是基于实时载波相位差分的实时动态定位技术。在RTK作业模式下，基准站除了采集卫星数据外，还要通过数据链将其观测值和站点坐标信息一起传送给流动站。流动站在采集卫星数据的同时，还要接收来自基准站的数据链，并在系统内对采集和接收的两组数据，进行实时载波相位差分的处理，得出定位结果。RTK又可细分为修正法和差分法：修正法是将基准站的载波相位修正值发送给流动站；改正流动站接受到的载波相位，流动站再求解坐标，也称准RTK:差分法是将基准站采集到的载波相位，发送给流动站，再由流动站求差解算坐标，又称真正的RTK。1.2RTK的主要使用范围RTK定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS前端数据采集。在地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作都采用了RTK作业，测量1～2s，精度就可以达到1～3cm，且整个测量过程不需通视，有着常规测量仪器（如全站伪不可比拟的优点。1.2.1现阶段GPS主要应用范围（1）GPS应用于测量GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用载波相位差分技术（RTK），在实时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘米级的精度。与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着巨大的优势：测量精度高;操作简便，仪器体积小，便于携带;全天候操作;观测点之间无须通视;测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处理环节。当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。-2-（2）GPS应用于交通出租车、租车服务、物流配送等行业利用GPS技术对车辆进行跟踪、调度管理，合理分布车辆，以最快的速度响应用户的乘车或送请求，降低能源消耗，节省运行成本。GPS在车辆导航方面发挥了重要的角色，在城市中建立数字化交通电台，实时发播城市交通信息，车载设备通过GPS进行精确定位，结合电子地图以及实时的交通状况，自动匹配最优路径，并实行车辆的自主导航。民航运输通过GPS接收设备，使驾驶员着陆时能准确对准跑道，同时还能使飞机紧凑排列，提高机场利用率，引导飞机安全进离场。（3）GPS应用于救援利用GPS定位技术，可对火警、救护、警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的响应效率。特种车辆（如运钞车）等，可对突发事件进行报警、定位，将损失降到最低。有了GPS的帮助，救援人员就可在人迹罕至、条件恶劣的大海、山野、沙漠，对失踪人员实施有效的搜索、拯救。装有GPS装置的渔船，在发生险情时，可及时定位、报警，使之能更快更即使地获得救援。（4）GPS应用于农业当前，发达国家已开始把GPS技术引入农业生产，即所谓的精准农业耕作。该方法利用GPS进行农田信息定位获取，包括产量监测、土样采集等，计算机系统通过对数据的分析处理，决策出农田地块的管理措施，把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，从而精确地给农田地块施肥、喷药。通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥除虫对环境造成的污染。（5）GPS应用于娱乐消遣随着GPS接收机的小型化以及价格的降低，GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们旅游、探险的好帮手。通过GPS，人们可以在陌生的城市里迅速地找到目的地，并且可以最优的路径行驶；野营者携带GPS接收机，可快捷地找到合适的野营地点，不必担心迷路；甚至一些高档的电子游戏，也使用了GPS仿真技术。1.3RTK技术以后的发展方向GPS技术给测绘界带来了一场革命，那么我们就说一下以后的RTK的主要发展方向，将在哪些方面会有新的进展。（1）双星系统双星系统（GPS+GLONASS双系统导航定位）是GPSRTK发展的热点，它可接收14-20颗卫星左右，是常规RTK所无法比拟的，该技术使GPS设备具备-3-最短时间达到厘米级精度的能力与最强的抗干扰遮挡能力。当然以后还会有欧洲的伽利略，中国的北斗系统，都有可能加入双星系统。（2）VRS系统VRS就是我们通常所说的网络RTK，VRS（VirtualReferenceStation虚拟参考站）正在改善着RTK定位的质量和距离，增强RTK的可靠性，并减少OTF初始化的时间。VRS技术，可以在50Km左右时使RTK定位平面位置精度为1—2cm，并无需设立自己的基准站。其应用领域将逐渐涵盖陆地测量、地籍测量、航空摄影测量、GIS、设备控制、电子和煤气管道、变形监测、精准农业、水上测量、环境应用等诸多领域。VRS是天宝提出的网络RTK作业模式，现在世界上90%的网络RTK都是应用VRS。（3）GPS和系统系统的融合GPS为代表的卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一，也是全球发展最快的三大信息产业（蜂窝网Mobilecellular/PCS、因特网Internet/Intranet/Extranet和全球定位系统GPS）之一。GPS与计算机、通信、GIS、RS等技术的集成与融合必将使GPS技术的应用领域得到更大范围的拓广。通过本章的论述我们了解到了GPS的优点，GPS技术的发展给我们的生活、生产带来了方便。RTK是GPS发展的最新成果，RTK除了给我们带来了上述的优点还给我们带来了一些不可避免的缺点，这些缺点直接影响我们RFK的应用范围，这样看出了我们来急需处理这些缺点是必须的，这样才有利于RTK的推广。让GPS发挥更大的用处。同时通过这章的学习我们了解了RTK将来的发展方向为以后的RTK跟广泛的应用，提供指导作用，说明RTK技术在测绘将会起到越来越不可替代的作用。-4-2、