GPSRTK在地形测量中的应用毕业论文.doc
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1、南 昌 工 程 学 院毕 业 设 计(论文) 水利与生态工程学院 系(院) 工程测量 专业题目: GPS RTK在地形测量中的应用 学生姓名 XXX 班 级 工程测量x班 学 号 XXXXXXX 指导教师 XXXXX 完成日期 年 月 日GPS RTK在地形测量中的应用()总计 毕业设计(论文) 25 页表 格 3 个 插 图 4 幅摘要GPSRTK技术是GPS测量技术发展的一个新的突破,目前已经能达到厘米级的精度,已成为快速采集数据和导航定位的有效工具。它的高效率、高精度及全天候作业等特点已得到广大测绘人员及相关部门的广泛应用。本文主要介绍GPS(RTK)运用的基本原理、系统组成、应用范围、
2、技术特点、误差来源,目前GPS(RTK)主要发展方向等。本文就RTK的作业原理、基本配置及定位过程做了详细的阐述,并简要介绍了GPSRTK技术在地形测量中的应用说明GPS(RTK)的主要优缺点,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
3、词:GPS(RTK) ; 发展方向;误差来源;误差改正 ;应用范围ABSTRACTGPS(RTK) is a GPS measurement technology in the development of a new breakthrough, are now able to reach centimeter accuracy, has become the rapid acquisition of data and navigation tool. Its high efficiency, high precision and all-weather operation character
4、istics has been overwhelming majority of Surveying and mapping personnel and relevant departments of the wide application of. This paper mainly introduces the GPS (RTK) using the basic principle, system composition, application scope, technical characteristics, sources of error, the GPS (RTK) main d
5、evelopment direction. This article on the RTK operating principle, basic configuration and location process in detail, and briefly introduces the GPSRTK technology application in topographic survey shows that GPS (RTK) the main advantages and disadvantages of GPS (RTK), error analysis, understanding
6、 of this stage GPS (RTK) can achieve the measurement precision. By this stage GPS ( RTK ) is the main direction of development, the main error sources in the process of using, and eliminate the use of error method, aware of GPS (RTK) in current measurement its application scope, through the explorat
7、ion of stage GPS (RTK), the main development direction of GPS (RTK) of the main the error sources and the methods for eliminating the error of measurement, broaden the GPS (RTK) in subsequent measurement application scope, for future work laid the foundation for the measurement of.Key word: GPS(RTK)
8、; Development direction; Sources of error; Error correction; Scope of application目录摘要- -ABSTRACT- -第一章 绪论- 1 -1.1GPS(RTK)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 -1.3 RTK技术以后的发展方向- 2 -第二章 RTK的定位原理- 4 -2.1RTK的定位原理- 4 -2.1.1 RTK定位技术的原理- 4 -2.1.2 RTK的系统结构- 5 -2.1.3 RTK的工作原理- 5 -2.1.4RTK正常工作的基本条件:-
9、 5 -第三章 GPS(RTK)技术特点以及误差分析- 7 -3.1 RTK技术特点- 7 -3.1.1GPS(RTK)在地形测量中的优点- 7 -3.1.2 RTK在地形测量的缺点- 7 -3.2GPS(RTK)误差分析- 8 -第四章、利用全站仪和RTK组合进行地形测量- 10 -4.1全站仪和RTK组合进行地形测量实例- 10 -4.1.1 GPS首级控制和全站仪图根控制- 10 -4.2 RTK碎步测量- 12 -4.2.1测量步骤- 12 -4.2.2 控制点位的精度分析- 14 -4.3总结:- 15 -结束语- 17 -参考文献- 18 -致谢- 19 -第一章 绪论1.1GPS
10、(RTK)概述利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系统,称为全球卫星定位系统,简称GPS。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置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GPS RTK( Real Time Kinematic)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。RTK即实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测
11、量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。1.2RTK的主要使用范围为满足城市建成区和规划区测绘的需要,城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,城市、级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率。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,
12、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。应用RTK技术将无论是在作业精度,还是作业效率上都具有明显的优势。1.2.1现阶段GPS主要应用范围(1)GPS应用于测量与传统的手工测量手段相比,GPS技术有着巨大的优势,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,并同时具有操作简便、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坐标下及信息自动接收、存储、减少繁琐的中间处理环节等特点。 当前,GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动
13、、地籍测量等领域。(2)GPS应用于智能交通系统智能交通系统(简称ITS),是目前世界各国交通运输领域竞相研究、开发的热点,它为出行者提供安全经济的路线,最大限度的提高交通运行能力。GPS能为交通工具提供事实的三维位置,被称为是ITS的基石。GPS在ITS中的应用,目前主要有两类系统:一是车辆自主导航系统(简称为车辆导航系统):二是车辆跟踪、调度、监控定位系统(简称为车辆跟踪系统)。(3)GPS应用于救援通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报警目标,规划最优援助方案,并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。(4)GPS应用于农业当
14、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。1.3 RTK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GPS(RTK
15、)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GPS的网络RTK技术,即我们通常所说的虚拟参考站(VRS)。它的出现将使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体,结束以前GPS作业单打独斗的局面。同时它将大大扩展RTK的作业范围,使GPS的应用更广泛,精度和可靠性将进一步提高,使以前许多GPS无法完成的任务得以完成。(3)GPSGPS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
16、信息产业(蜂窝网Mobile cellular/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
17、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。第二章 RTK的定位原理2.1RTK的定位原理随着社会的发展,科技的进步RTK的广泛应用是必然的,充分的了解RTK的原理以及RTK的主要误差来源,学会减弱或者消除误差的影响,显的格外重要,本章主要是论述这方面的内容。2.1.1 RTK定位技术的原理图2-1 RTK定位原理在RTK作业模式(图2-1)下,基准站接收机设在具有已知坐标的参考点位上,连续接收所有可视GPS卫星信号,通过数据链,将测站点坐标、载波相位观测值、伪距观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态等“载波相位测量校正值”一起发送给流动站。流动站
18、接收机先进行初始化,在完成整周未知数的搜索求解后,进入动态作业,其在接收来自基准站的DGPS数据时,同步观测采集GPS卫星载波相位数据,通过在系统内差分处理求解载波相位整周模糊度,依此改正移动站接收机所地坐标系坐标)。基准站接收机和流动站接收机滞后载波测得的载波滞后相位,得到基准站和流动站之间的坐标差值X、Y、Z,坐标差加上基准站坐标就可以得到流动站点的WGS84坐标,通过坐标转换参数转换得出流动站每个站点实用的三维位置(国家坐标系坐标或当相位具体表达公式见参考文献)2.1.2 RTK的系统结构RTK技术系统配置包括以下三部分:基准站接收机;移动站接收机;数据链。基准站接收机设在具有已知坐标(
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