东华理工大学RTK实习报告

RTK实习报告姓名：邓博阳班级：1432001专业：测绘工程学号：201430200114一、实习目的正确认识和理解RTK定位技术，学会并掌握RTK在工程上的放样过程。RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。RTK系统正常工作要具备以下三个条件：第一，基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号；第二，基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号；第三，基准站和移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号。即移动站迁站过程中不能关机，不能失锁。否则RTK须重新初始化。二、实习地点及时间1.地点：东华理工大学长江学院本部东华广场和一教2.时间：2016年12月24日。三：实习任务1、了解和掌握RTK的基本原理和作业模式。2、利用RTK进行点的放样。3、了解RTK的优点和局限性四、RTK的原理实时动态测量的基本思想是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，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。在流动站上，GPS接收机在接受GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接受基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示流动站的三维坐标及精度。这样，通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与流动站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功，以减少冗余观测，缩短观测时间。GPS定位的原理是GPS卫星发射的测距信号和导航电文导航电文中含有卫星位置的信息用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离并解算出卫星的空间位置根据距离交会法求测站点坐标其基本思想为在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站,用户站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测据,实时计算测站点的三维坐标。五、RTK的作业过程1）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。2）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。3）点校正CPS测量的为WCS-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。A、在已知转换参数的情况下。如果有当地坐标系统与WCS-84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1-2个点校正，避免投影变形过大，提高数据可靠性。B、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坐标转换方式，平面至少3个点，如果进行高程拟合则至少要有4个水准点参与点校正。4）流动站开始测量A、单点测量：在主菜单上选择“测量”图标打开，测量方式选择“RTK”,再选择“测量点”选项，即可进行单点测量。注意要在“固定解”状态下，才开始测量。单点测量观测时间的长短与跟踪的卫星数量、卫星图形精度、观测精度要求等有关。当“存储”功能键出现时，若满足要求则按“存储”键保存观测值，否则按“取消”放弃观测。B、放样测量：在进行放样之前，根据需要“键入”放样的点、直线、曲线、DTM道路等各项放样数据。当初始化完成后，在主菜单上选择“测量”图标打开，测量方式选择“RTK”,再选择“放样”选项，即可进行放样测量作业。在作业时，在手薄控制器上显示箭头及目前位置到放样点的方位和水平距离，观测值只需根据箭头的指示放样。当流动站距离放样点就距离小于设定值时，手薄上显示同心圆和十字丝分别表示放样点位置和天线中心位置。当流动站天线整平后，十字丝与同心圆圆心重合时，这时可以按“测量”键对该放样点进行实测，并保存观测值。3、利用RTK进行点放样1）测前准备：获取2~3个控制点的坐标（如果没有已知数据可用静态GPS先进行控制测量），解算或用相关软件求出放样点的坐标，检查仪器是否能正常使用。2）站的架设：将基准站架设在较空旷的地方（附近无高大建筑物或高压电线等）架设完后安装电台，连接好仪器后开启基准站主机，打开电台并设置频率。3）建立新工程：开启移动站主机，待卫星信号稳定并达到5颗以上卫星时，先连接蓝牙，连接成功后设置相关参数：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。4）输入放样点：打开坐标库，在此我们可以输入编辑放样点，也可以事先编辑好放样点文件，点击打开放样点文件，软件会提示我们是对坐标库进行覆盖或是追加。5）测量校正：测量校正有两种方法：控制点坐标求校正参数和利用点校正。第一中方法,利用控制点坐标库(即计算校正参数的一个工具)的做法大致是这样的:假设我们利用A,B这两个已知点来求校正参数，那么我们必须记录下A,B这两个点的原始坐标(即移动站在Fixed的状态下记录的这两个点的坐标)，先在控制点坐标库中输入A点的已知坐标之后软件会提示你输入A点的原始坐标，然后再输入B点的已知坐标和B点的原始坐标，这样就计算出了校正参数。第二种方法，利用校正向导校正，此方法又分为基准站在已知点校正和基准站在未知点的校正。我们这里只说明一下基准站架设在未知点的校正方法。A、利用一点进行校正：步骤依次为工具--校正向导--基准站架设在未知点--输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--校正。B、利用两点校正：步骤依次为工具--校正向导--基准站架设在未知点-输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--下一步--将移动站移到下一个已知点--输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--校正。C、利用三点校正：与利用两点校正相同，只是多增加了一个已知点，多重复了一遍。6）放样点：选择测量--点放样，进入放样屏幕，点击打开按钮目，打开坐标管理库，在这里可以打开事先编辑好的放样文件，选择放样点，也可以点击“增加”输入放样点坐标。4、RTK的技术特点1）工作效率高：在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完4km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数，移动站一人操作即可，劳动强度低，作业速度快，提高了工作效率。2）定位精度高：只要满足RTK的基木工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为4km）RTK的平而精度和高程精度都能达到厘米级。3）全天候作业：RTK测量不要求基准站、移动站间光学通视，只要求满足“电磁波通视”，因此和传统测量相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来难于开展作业的地区，只要满足RTK的基木工作条件，它也能进行快速的高精度定位，使测量工作变得史容易史轻松。4）RTK测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强：RTK可进行多种测量内、外业工作。移动站利用软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测量工作和人为误差，保证了作业精度。5）操作简单、易于使用：现在的仪器一般都提供中文菜单，只要在设站时进行简单的设置，就可方便地获得二维坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便地与计算机、其他测量仪器通信。5、RTK的局限性和精度保障RTK也有其局限性，会影响到执行上述测量任务的能力。了解其局限性可确保RTK测量成功。最主要的局限性其实不在于RTK本身，而是源于整个GPS系统。如前所述，依靠的是接收两万多公里高空的卫星发射来的无线电信号。GPS相对而言，这些信号频率高、信号弱，不易穿透可能阻挡卫星和GPS接收机之间视线的障碍物。事实上，存在于GPS接收机和卫星之间路径上的任何物体都会对系统的操作产生不良影响。有些物体如房屋，会完全屏蔽卫星信号。因此,GPS不能在室内使用。同样原因,GPS也不能在隧道内或水下使用。有些物体如树木会部分阻挡、反射或折射信号。GPS信号的接收在树林茂密的地区会很差。树林中有时会有足够的信号来计算概略位置，但信号清晰度难以达到厘米水平的精确定位。因此，RTK在林区作业有一定的局限性。这并不是说，GPSRTK只适用于四周对空开阔的地区。RTK测量在部分障碍的地区也可以是有效而精确的。其奥秘是能观测到足够的卫星来精确可靠地实现定位。在任何时间、任何地区，都可能会有7到10颗GPS卫星可用于RTK测量。RTK系统的工作并不需要这么多颗卫星。如果天空中有5颗适当分布的卫星，就可作精确可靠的定位。有部分障碍的地点只要可以观测到至少5颗卫星，就有可能做RTK测量。在树林或大楼四周作测量时，只要该地留有足够的开放空间，使RTK系统可观测到至少5颗卫星，RTK测量就有成功的条件。在论述RTK技术的原理时，我们知道,RTK测量的关键是确定整周未知数，能否连续地、可靠地接收基准站播发的信号，是RTK能否成功的决定因素。在实际应用中，来自各方面的干扰，降低了RTK的可靠性和精度。研究表明，为了保证地物点的测量精度，我们在选点时要采取以下措施:1、点位应设在易于安装接收机设备、视野开阔、视场内周围障碍物高度角应小于15°(如可以选在最高建筑物的顶楼)。2、点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站、微波通道等)，其距离不小于200m；远离高压电线，距离不小于50m。3、点位附近不应有大面积的水域或强烈干扰卫星信号接收的物体。4、点位选择要充分考虑到与其它测量手段联测和扩展。5、点位要选在交通方便的地方，以提高工作效率。6、点位要选在地面地基坚硬的地方，易于点的保存。除此之外，为了保证地物点的测量精度，我们还要对接收机天线进行校验，选择有削弱多路径误差的各种技术的天线。同时，我们还要不断利用新的数据处理技术，以削弱各种误差带来的影响。六、数据001,00000000,435641.520,3097626.893,37.943002,00000000,435646.193,3097631.160,37.958003,00000000,435646.191,3097631.172,37.945004,00000000,435645.191,3097632.087,37.860005,00000000,435636.192,3097630.751,37.885006,00000000,435636.146,3097631.797,37.889007,00000000,435637.041,3097631.911,38.047008,00000000,435636.086,3097637.945,37.866009,00000000,435636.026,3097638.839,37.836010,00000000,435636.926,3097638.919,37.864011,00000000,435645.092,3097638.226,37.976012,00000000,435645.025,3097639.130,37.954013,00000000,435627.936,3097637.051,37.825014,00000000,435613.439,3097636