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1、龙岩学院毕业论文（设计）题目：浅谈GPSRTK的原理和应用 专业： 测绘工程 学号： 作者： 指导教师(职 二0一0年六月一日龙岩学院毕业论文开题报告 2010 年 04 月 19 日论文（设计）题目：浅谈GPSRTK的原理和应用姓名年级06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：介绍GPS的使用方法和工作原理，以及在工程测量方面的应用，了解GPS原理、RTK使用方法。总体安排及进度： 4月10日4月20日 查找相关资料，为论文做准备。在老师的指导下确定题目，并拟定开题报告。 4月21日5月20日 完成资料分析整理，完成论文初稿 5月21日5月31日 完成论文正稿
2、,论文提交和答辩准备。课题预期达到的效果：深入了解GPS在工程测量中的应用，掌握GPSRTK使用方法。指导教师意见：签名：资源工程学院 测绘工程 指导老师 摘要 GPS(Global Positioning System)全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统,其应用技术已遍及国民经济的各个领域。在测量领域GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。本论文的题目是浅谈GPSRTK的原理和应用,如今的测量技术发展很快,GPS技术应用领域也在扩大,本文对GPS技术在工程测量的应用进行了浅析,由于本人只是有限,所以有错误或不足的地方还望各位老
3、师多多指点。关键词 工程，GPSRTK目录绪论 11. GPS系统的组成 12. GPS的工作原理 33. GPS网的分级 44. RTK的基本原理 55. RTK技术的应用 5 5.1 各种控制测量 6 5.2 地形测图 6 5.3 工程放样测量 7 5.4 RTK技术在矿山测量中的应用 8 6. 工作流程和需要注意的事项10 6.1 主要工作流程11 6.2 如何判断观测质量11 6.3 成果整理时的注意事项11 7 RTK技术的优点 118 RTK的不足 129 提高RTK测点的精度和可靠性的措施13 9.1转换参数的合理求解 13 9.2基准站的选择 13 9.3流动站方式的选择 13
4、 9.4作业时段的选择 13 9.5测量前后的控制点检验 13结束语 14参考文献 15致谢 15绪论随着科技的不断发展, GPS 在测量中的应用范围也越来越广。从GPS 常规静态方式用于大地控制网,快速静态方式用于工程测量、地形测量、地籍测量的控制网建立及加密,到准动态、动态的出现,特别是随着RTK实时动态技术的应用,给传统测量带来了革命性的变化,它是GPS 发展的新形式,是GPS 应用的重大里程碑。在传统的矿山地质测绘中， 首先必须按照逐级或越级布设的原则，布设三角网或导线网，作为首级控制，然后布设图根附合导线或图根导线网，逐站架设全站仪，采集地形点数据，内业编辑成图。这种方法不仅费时费力
5、、效率不高，而且受地形条件限制较大，在地形复杂的山区作业时，需要经常架设支站，更是极大地增加了劳动强度，延长了作业时间。而矿山一般都位于高山上，地形复杂，沟梁密集，传统的矿山测绘方法更显得效率低下。现在，GPS测量技术已被绝大多数测量单位所采用。在矿区地质测绘中，采用GPS静态测量技术施测首级控制， 采用实时动态测量技术（Real Time Kinematic,简称RTK）施测图根点和地形点，无线电干扰源少，精度高，速度快，不受通视条件限制，作业人员劳动强度降低，效率大大提高，可取得事半功倍的效果。1GPS系统的组成GPS全球定位系统由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户当
6、然还应有卫星接收设备。GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机、气象仪器等组成,其作用是接收GPS卫星发出的信号,利用信号进行导航定位等。在测量领域,随着现代的科学技术的发展,体积小、质量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。例如:我们在控制测量中使用的中海达(Hi - Target)HD8200G与V8 ( 1 + 1) CORSRTK,其技术指标为:双频主机、天线, RTK电台一体化;卡槽和内置双锂电池,不间断切换电源,连续工作10 h以上; 5次/ s的快速位置更新,轻便高速的GPRS数据链作业模式;新型彩色触摸屏手薄, MF
7、lash内存储卡,双电池连续工作达10 h以上;静态测量精度平面为2. 5 mm + l 10- 6 , 高程为5 mm + l 10 - 6 ; RTK测量精度平面为1 cm + 1 10- 6 ,高程为2 cm + 1 10- 6。这些技术指标充分满足了控制测量的精度要求。2GPS的工作原理GPS系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统。如图l所示:在需要的位置Q 点架设GPS接收机,在某一时刻同时接收了分别位于A, B , C的3颗GPS卫星所发出的导航电文,通过一系列数据处理和计算可求得该时刻GPS接收机至GPS卫星的距离AQ, BQ, CQ,同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星
8、在空间的位置(三维坐标) , 从而用距离交会的方法求得Q 点的三维坐标(XQ , YQ ,ZQ ) , 其数学式为AQ2 = (XQ - XA ) 2 + ( YQ - YA ) 2 + ( ZQ + ZA ) 2 ,BQ2 = (XQ - XB ) 2 + ( YQ - YB ) 2 + ( ZQ + ZB ) 2 ,CQ2 = (XQ - XC ) 2 + ( YQ - YC ) 2 + ( ZQ + ZC ) 2 ,式中, (XA , YA , ZA ) , (XB , YB , ZB ) , (XC , YC , ZC ) 分别为3颗卫星在该时刻的空间直角坐标。在GPS测量中通常采用两
9、类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统,另一类是与地球体相固联的坐标系统,称地固坐标系统,我们在工程控制测量中常用地固坐标系统。(如: WGS - 54世界大地坐标系和1985年北京大地坐标系。)在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果,因此在测量中被得到了广泛的应用。图1GPS测量的技术特点相对于常规的测量方法来讲, GPS测量有以下特点:(1) 测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点,使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰。(2
10、)定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5 mm + 1 10- 6 ,而红外仪标称精度为5 mm+ 5 10- 6 , GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长, GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明,在小于50 km的基线上,其相对定位精度可达12 10 - 6 ,而在100500 km的基线上可达10- 6 10- 7。(3) 观测时间短。观测时间短采用GPS布设控制网时每个测站上的观测时间一般在30 40min,采用快速动态定位方法,观测时间更短。例如使用中海达(Hi - Target) 8200GPS接收机的RTK法可在5 s以内求得测点坐标。(4) 提供三维坐标。GPS
11、测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确测定观测站的大地高程,且其高程精度可满足四等水准测量的要求。(5)操作简便。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋小型化和操作“傻瓜”化,观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获,跟踪观测等均由仪器自动完成。(6) 全天候作业。GPS卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间、任何地点连续进行观测,一般不受天气状况的影响。3 GPS网的分级1、城市或工程GPS网按相邻点的平均距离和精度划分位二、三、四等和一、二级，在布网时可以逐级布设，越级布设或布设等级全面网。各等级GPS网相邻点间弦长精度应按公式3.1计算 式（3.1）式中 标准差（基线向量的弦长中误差mm）； a固定误差（mm）； b比例误差系数（110）； d相邻点间的距离（km）；各等级GPS网的主要技术要求应符合表3.1规定。相邻点最小距离应为平均的1/21/3；最大距离应为平均互利距离的23倍。表3.1 GPS网的主要技术要求等级平均距离（km）a(mm)b(110)最弱边相对中误差二等91021120000三等5105180000四等21010145000一级11010120000二级11020110000注：当边长小于200m时，边长中误差应小于20m
