RTK在山区测量中的应用研究

毕业设计[论文]题目：GPS-RTK在山区测量中的研究系别：测绘与城市空间信息系专业：测绘工程姓名：学号：指导教师：2012年5月16河南城建学院毕业设计（论文）摘要I摘要随着计算机技术以及数字测图仪器的不断发展与创新，测绘方法也相应的发生了很大的变化。GPS实时载波相位差分技术（RTK）就是不断发展起来的测绘方法之一，其有着实时、高效、受限小等优势，因此在施工放样、地形碎部测量以及图根控制测量等多个领域均得到了广泛的应用。本文就针对RTK在山区测绘工程中的具体应用展开讨论。本文对单基站CORS系统的建设和应用进行了探讨，表明单基站CORS系统完全可以胜任中小区域中的一般测量工作。其作业的有效范围广，在保证测量精度的前提下，提高了作业效率，降低了劳动强度和生产成本。针对山区常规测量方法耗时、费力、周期长的缺点,在山区放样测量GPS-RTK测量技术对于控制网的布设、联测、解算，施工放样等实际操作有着卓越的优点。关键词：山区测绘工程，常规RTK，网络RTK河南城建学院毕业设计（论文）AbstractIIAbstractAlongwiththecomputertechnologyanddigitalmappingapparatusforthecontinuousdevelopmentandinnovationofSurveyingandmappingmethod,correspondingalsoproducedverybigchange.RealtimeGPScarrierphasedifferentialtechnique(RTK)isthecontinuousdevelopmentofSurveyingandmappingmethod,whichhasareal-time,efficient,restrictionandotheradvantages,thereforetheconstructionlofting,terraindetailsurveyandmappingcontrolsurveyandotherfieldsarewidelyused.ThisarticleaimsattheRTKinthemountainousareaofSurveyingandMappingEngineeringinthespecificapplicationtodiscuss。Inthispaper,thesinglebasestationCORSofsystemconstructionandapplicationwasdiscussed,andtheshowthatsinglebasestationCORSsystemcompletelycanbecompetentmediumandsmallareaofthegeneralmeasurement.Theoperationoftheeffectiverange,inordertoensuretheaccuracyofmeasurementpremise,improvetheworkingefficiency,reducelaborintensityandthecostofproduction.Accordingtoconventionalmountainousareameasurementmethod,time-consuming,arduousperiodlongweaknessinthemountainousareamouldingsurveyGPSmeasurementtechnologyfortheGPS-RTKcontrolnetworklayont,unitedmeasurement,thesolution,constructionloftingactualoperationhastheadvantagesofexcellence.Keyword：AmountainousareaofSurveyingandMappingEngineering，conventionRTK，networkRTK河南城建学院毕业设计（论文）目录III目录1绪论..............................................................11.1本论文研究的背景意义..........................................11.2本课题在国内外的发展现状......................................11.3本课题的研究内容及方法........................................22RTK的原理.........................................................42.1RTK的工作原理................................................42.2传统RTK测量技术..............................................42.3网络RTK技术..................................................62.3.1基于GPRS技术的单基站系统...............................72.3.2连续运行参考站系统CORS.................................83RTK在山区测量中的应用............................................113.1RTK在山区测量的过程.........................................113.2RTK放样.....................................................113.2.1点放样.................................................123.2.2直线放样...............................................123.3山区测量中可能遇到的问题.....................................124山区测量的实例分析...............................................144.1坐标系统的转换...............................................144.1.1七参数转换法...........................................154.1.2四参数转换法...........................................164.2实例分析.....................................................174.2.1RTK观测要求...........................................174.2.2测区概况...............................................184.2.3作业过程...............................................185结论........................................................24参考文献............................................................25致谢...........................................................26河南城建学院毕业设计（论文）1绪论11绪论1.1本论文研究的背景意义我国东部煤炭资源渐渐减少，许多大型煤炭企业纷纷在西部各省区寻找可接续资源量。但这些地区多为丘陵和山区，使用传统的测量方法不仅施工周期长，效率低。而且精度误差相对较大．尤其是高程误差在高分辩率三维地震勘探中有可能造成小构造的假像，因此采用GPS卫星全球定位技术是十分经济、快速、有效的方法。全球定位系统(GlobalPositioningSystem,简称GPS)的出现使近代测绘技术有了一次革命性进步,特别是实时动态(RealTimeKinematic,简称RTK)技术的出现彻底地改变了传统的测绘作业模式。GPSRTK以其简单高效的特点被广泛应用于地形图测绘、工程放样、控制测量以及导航等方面,并得到很快地普及和发展。随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展，RTK技术也日益成熟。RTK的出现使得GPS工程应用成为可能，其速度快，成本相对低廉。然而，它对基站无线电信号的依赖，导致有效距离较小，且容易受到地形和建筑物的限制，经常不得不搬站或者设中继站。由此，人们开始使用基于因特网和GPRS技术的GPS固定参考站系统，实现一个基站通过因特网和移动的GPRS网络服务于多个移动站，不仅有效扩大了测量范围，而且提高了设备利用率，易用性，并且为以后建立GPS综合服务网打下基础。为了进一步扩大有效的测量范围，由一个基准站扩充至多个基准站，构成参考站网，而这将过渡到第二代RTK技术——网络RTK。本文主要是对RTK测量的介绍与在山区的应用测量以及探讨测量中遇到的问题及解决方案。因为在山区测绘工程中，其地理环境多为高山峡谷或者密集的森林，这些地区对卫星信号有一定的遮挡影响；而且在白天中午的时间段，受到电离层的干扰比较大，共用的卫星数量比较少，因此作业时间方面会受到一定的限制。此时可以选择其它的时间段进行测量，而在该时间段则可以利用其它的光学仪器进行辅助测量。所以，探求出适合山区测量的一种方法是必要的。这就是本文的主要意义。1.2本课题在国内外的发展现状河南城建学院毕业设计（论文）1绪论2随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展，RTK技术也日益成熟。实时动态（RealTimeKinematic）测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术的结合，是GPS测量技术中的一个新突破。RTK的出现使得GPS工程应用成为可能，其速度快，成本相对低廉。然而，它对基站无线电信号的依赖，导致有效距离较小，且容易受到地形和建筑物的限制，经常不得不搬站或者设中继站。由此，人们开始使用基于因特网和GPRS技术的GPS固定参考站系统，实现一个基站通过因特网和移动的GPRS网络服务于多个移动站，不仅有效扩大了测量范围，而且提高了设备利用率，易用性，并且为以后建立GPS综合服务网打下基础。为了进一步扩大有效的测量范围，由一个基准站扩充至多个基准站，构成参考站网，而这将过渡到第二代RTK技术——网络RTK。网络RTK技术的出现，标志着高精度实时定位技术的发展进入了一个崭新的阶段。网络RTK技术，将代表着GPS发展的方向。它使一个地区的所有测绘工作成为一个整体，同时，它将大大扩展RTK的作业范围，使GPS的应用更加广泛，精度和可靠性进一步提高。以综合性GPS服务网络的形式加以建设的网络RTK将成为城市最有效的空间数据基础设施之一。1.3本课题的研究内容及方法本课题主要是对传统RTK测量方法与网络RTK技术的比较。主要介绍内容如下。⑴常规RTK技术。其技术原理是RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，需要依赖电台及其信号。其基本思想是:在基准站上设置1台GPS接收机，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，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收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，然后根据相定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。这样就可以保证在运动中实时定位，给出达到厘米级精度的该点位置