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1、龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目： 浅谈GPS-RTK技术在工程放样中应用 专 业： 测绘工程 班 级： 08测绘 学 号： 姓 名： 指导教师： 职称： 讲师 资源工程学院龙岩学院毕业论文开题报告 2011年4月6号论文（设计）题目：浅谈GPS-RTK技术在工程放样中应用姓名年级08级所在院系资源工程学院专业测绘工程指导教师开展本课题的意义及工作内容：1、 随着科学技术的快速发展，GPS技术不断有新的突破，GPS-RTK技术是GPS技术新的应用分支。是GPS应用发展的重大里程碑，GPS-RTK技术以其高效率，高精度，全天候自动化实时观测的优点实现了测量内外业一体化，使地形测图、工程放样、控
2、制测量变得更简单化，极大地提高了外业作业效率。目前GPS-RTK技术应用非常广泛。但是GPS-RTK技术精度还是没有全站仪观测精度高，精度方面还有待提高，并且本身还存在一些不足。为了保证GPS-RTK技术的测量成果在进行测量时要进行质量控制。2、 工作内容主要介绍GPS发展及GPS系统组成与原理；介绍了实时动态测量GPS-RTK系统，测量原理和工作模式。通过GPS-RTK技术在工程放样应用实例进行精度分析。与全站仪放样对比阐述GPS-RTK技术的优缺点。总体安排及进度：4月05日4月13日 整理相关资料，为论文做准备，确定指导老师，完成开题报告 4月14日4月20日 对已作开题报告修改，在老师
3、的指导下修改、确定题目 4月21日5月04日 资料分析整理，数据分析，并做论文提纲，开始着手论文写作5月05日5月20日 完成论文初稿，上交给指导老师5月21日5月30日 整稿，完成论文正稿,论文提交和答辩准备课题预期达到的效果：在本次论文的编写中，通过老师的指导，资料和数据的收集及整理，及对GPS-RTK技术的基本原理和技术特点的阐述，说明它在工程放样应用中的优势,极大地提高了外业作业效率；同样随着GPS-RTK技术的不断发展，它的应用前景将非常广阔。指导教师意见：签名：资源工程学院 测绘工程专业【摘要】:随着科学技术的快速发展，GPS技术不断有新的突破，GPS-RTK技术是GPS技术新的应
4、用分支。是GPS应用发展的重大里程碑，GPS-RTK技术以其高效率，高精度，全天候自动化实时观测的优点实现了测量内外业一体化，使地形测图、工程放样、控制测量变得更简单化，极大地提高了外业作业效率。目前GPS-RTK技术应用非常广泛。但是GPS-RTK技术精度还是没有全站仪观测精度高，精度方面还有待提高，并且本身还存在一些不足。为了保证GPS-RTK技术的测量成果在进行测量时要进行质量控制。本文主要介绍GPS发展及GPS系统组成与原理；介绍了实时动态测量GPS-RTK系统，测量原理和工作模式。通过GPS-RTK技术在工程放样应用实例进行精度分析。与全站仪放样对比阐述GPS-RTK技术的优缺点。
5、【关键词】:全球定位系统（GPS）；GPS-RTK 技术；工程放样；质量控制；目录1前言12.GPS系统组成及定位原理13.GPS-RTK技术简介23.1GPS-RTK测量系统组成23.2GPS-RTK测量的基本原理24.GPS-RTK的误差来源及减弱措施34.1仪器和干扰有关的误差34.2同距离有关的误差34.3人为因素的误差35.GPS-RTK测量成果的质量控制35.1快速静态比较法35.2重测比较法35.3穿线比较法35.4电台变频法36.GPS-RTK技术的优点与缺点46.1GPS-RTK技术的缺点46.2 GPS-RTK技术的缺点47.GPS-RTK放样与全站仪放样的对比48.GPS
6、-RTK技术在工程放样中的应用58.1工程放样实例分析58.1.1测区概况58.1.2 GPS-RTK放样作业步骤68.2 GPS-RTK放样的精度分析78.3工程放样应用结论89.GPS-RTK技术展望与结论810.致谢语911.参考文献101前言 GPS（全球定位系统）是英文Global Positioning System的简称。GPS系统的前身是1958年美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的卫星网工作，每天最多只能绕地球13次，并且无法给出高度信息，定位精度方面低。所以为了满足军事部门和民用部门对连续实时定位和导航的需要
7、，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。GPS系统具有全球、全天候、实时与高精度等优点，它在现代化战争中具有举足轻重的地位。为了保护自身的利益，美国在1991年7月开始采用SA（Selective Avalability）技术降低实时定位精度，从而使民间在工程测量上几乎没有可用价值。随着2000年5月，美国宣布取消SA政策后，GPS系统的应用又进入了一个快速发展时期。GPS技术在航空、军事、测绘、国土等部门都得到广泛应用。卫星导航定位系统在世界范围内得到了快速的发展，除却美国的GPS系统，还有俄罗斯的GLONASS系统，欧洲的Galileo系统和我国自主研发的北斗系统。北斗系统由3
8、0多颗卫星构成，预计到2015年形成覆盖全球的卫星导航定位系统，实现不需要通过地面中心站联系和传输信号的无源定位。随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展， GPS-RTK技术也日益成熟，GPS-RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。早期GPS测量一般都需要观测12h或是更长的时间。无论是静态、快速静态、准动态以及动态的作业模式都需要事后进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，通过内业处理后发现精度不合要求必须返工测量。GPS-RTK测量技术的出现有效地解决了该问题，GPS-RTK技术进行测量不要求点间通视，仅需一人操作，即可完成测量工作。GPS-RTK技术进行测量既能实时得到定位结果，又能实
9、时知道定位精度。应用GPS-RTK技术进行实时定位可以达到厘米级的精度。如此一来大大提高作业效率，又能满足测量的精度要求。GPS-RTK技术是GPS的最新成果，它弥补了GPS技术原有的不足，不仅具有GPS原有的全天候、高精度、无须光学通视的优点，而且还可以为测量提供实时的定位结果，GPS-RTK技术的产生是GPS应用的拓展，是测量技术的一次重大突破，是测量史上的又一次变革。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。随着科技的发展，为保证更高的精度要求GPS-RTK技术将得到进一步的发展。GPS-RTK技术将会广泛地应用在各个方面。2.GPS系统组成及定位原理GPS系统主要由空间星
10、座部分、地面监控部分和用户设备三部分组成，如图2-1所示:图2-1 GPS系统组成GPS 定位的基本原理是以GPS卫星与用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据卫星瞬时坐标作为已知的起算数据，采用空间距离交会的方法，确定待测点的位置。3.GPS-RTK技术简介实时动态（Real Time Kinematic，RTK）测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统。GPS-RTK技术是根据载波相位观测量的为依据的时差分GPS测量技术。它拥有厘米级定位精度并且实时地提供测站点三维坐标，是GPS测量技术发展中的一个新突破。它在测绘、交通、城市建设等领域应用前景广阔3.1GPS-RT
11、K测量系统组成GPS-RTK系统主要由GPS接收机、数据传输系统及软件系统三部分组成。（1）GPS接收机：GPS-RTK测量系统中至少应包含2台GPS接收机，其中一台安置于已知坐标点上作为基准站，另一台或若干台分别置于不同的用户流动站上。基准站应设在测区内观测条件良好的较高点上。（2）数据传输系统：数据传输系统简称数据链是为了实现基准站同用户流动站之间的联系。数据传输设备由调制解调器和无线电台组成。首先在基准站上利用调制解调器编码调制有关数据，然后经无线电发射台发射出去。在用户站上利用无线电接收机将其接收下来，再由解调器将数据还原，并送给用户流动站上的GPS接收机。数据传输设备是完成实时动态测
12、量的关键设备之一。（3）RTK测量的软件系统：实时动态测量软件系统具备整周未知数的快速解算、实时解算用户站在WGS-84坐标系中的三维坐标、进行坐标系统的转换、求解坐标系之间的转换参数、解算结果的质量分析与评价、作业模式的选择与转换、测量结果的显示与绘图的基本功能。软件系统的功能和质量，保障了实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性及精度。3.2GPS-RTK测量的基本原理GPS-RTK的基本原理是在基准站上安置一台接收机，对所以可见的GPS卫星进行连续观测，另一台或几台接收 机置于载体（称为流动站）上。基准站所获得的观测数据通过无线电传输设备，实时的发送给流动站。流动站上的接收机在接收卫星信号
13、的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。原理如图3-1图3-1 GPS-RTK测量的原理图4.GPS-RTK的误差来源及减弱措施GPS-RTK的误差来源一般分为同仪器和干扰有关的误差、同距离有关的误差和人为因素的误差。4.1仪器和干扰有关的误差该误差来源包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象因素。同仪器和干扰有关的误差可通过各种校正方法予以削弱，如进行天线检验校正、选择地形开阔、不具反射面的点位，远离无线电发射源、雷达装置、高压线等干扰源。4.2同距离有关的误差同距离有关的误差来源分为轨道误差、电离层误差和对流层误
14、差。减弱措施可通过多基准站技术来消除。利用两个以上观测站同步观测量求差。4.3人为因素的误差人为因素的误差是由于测量员感官的鉴别能力有限，操作过程中会产生误差。测量员的技术水平和工作态度也会影响观测数据的质量。5.GPS-RTK测量成果的质量控制GPS-RTK测量在数据链传输过程中受外界无线电信号和多路径因素等影响所以它确定整周模糊度的可靠性为9599%。因此和GPS静态测量相比，GPS-RTK测量更容易出错，必须要进行质量控制。GPS-RTK质量控制方法可分为快速静态比较法、重测比较法、穿线比较法和电台变频法。5.1快速静态比较法由于静态测量的精度和可靠度要高于动态测量，在关键的重要部位，采用快速静态测量做事后处理检查。采用GPS-RTK技术迸行观测的同时，对GPS-RTK点再做一次快速静态观测，事后对这些GPS-RTK点的测量值和快速静态测量值进行比较分析，从而检查GPS-RTK成果是否有质量问题。5.2重测比较法每次重新初始化成功后；先重测附近已测过的GPS-RTK点l3个，并现场比较其成果，从而判断这次的初始化是否正确可靠。确认初始化没有问题以后，才迸行新的GPS-RTK观测。5.3穿线比较法GPS-RTK作业基本完成后，重新布测一条GPS-RTK测量链，对整个作业
