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1、word本科学生毕业论文GPS-RTK技术在道路横断面测量中的应用系部名称:专业班级:学生某某:指导教师:职 称:二一五年五月 / 摘 要本论文主要研究了全球定位系统GPS-RTK技术与南方CASS地形图成图软件和纬地公路设计软件联合用于公路断面测量的方内容,提出了利用上述硬件和软件结合进展内外业一体化的公路断面测量方法。论文简要介绍了GPS系统的组成、主要工作特点以与在公路工程中的应用现状;论述了GPS-RTK的工作原理、外业测量的过程、以与在公路工程断面测量中应用的优势;论文介绍了南方CASS地形图成图软件地表模型的建立和等高线的绘制方法、纬地公路设计软件的线路设计和数模建立以与断面图绘制
2、的方法。论文通过庄盖高速公路2标段的断面测量实例,验证了文中提出的利用GPS-RTK与南方CASS软件和纬地软件相结合的一体化公路断面测量的方法,实践证明,该方法是可行的,达到了提高效率和自动化程度的目的,断面数据精度也得到了提高,为快速进展断面测量和地面土方计算提供了解决方案。论文还论述了GPS-RTK与常规水准仪相结合,解决现状测区高程拟合的问题。关键词: GPS-RTK;公路断面测量;GPS控制网;南方CASS;纬地软件ABSTRACTThis paper is a Global Positioning System (GPS) for the measurement of the co
3、ntent of highway projects, the main research will be the Global Positioning System (GPS) RTK technology for the road section survey, and with latitude in the South CASS software and graphics within the industry to calculate Earthwork.An outline of the GPS system, the position of the main features an
4、d the status of highway engineering; discusses the GPS-RTK cross-section measurement in the application of highway engineering advantages; from the basic principle of GPS positioning, detailed analysis of the GPS- RTK surveying outside the process: systematic study of latitude in the South CASS with
5、 software use. Papers with CASS and latitude to the south of software use, prehensive study of the road GPS RTK operation mode of the characteristics of measurement and the application of GPS RTK technology road measurements (including road surface, profile, cross section) the entire process, and hi
6、ghlights South CASS bining with the latitude to the process of drawing cross-section and earthwork calculations. GPS RTK paper discusses the bination with conventional water level to solve specific engineering problems, CASS and the latitude of the South proposed to bine the concept drawing, saving
7、time.Key words:GPS-RTK;Road section survey;GPS Control Network;South CASS;Hintsoft目 录第1章绪论1141.3 RTK技术在道路测量中的应用与优缺点5RTK技术在道路测量中的应用5RTK技术在道路测量中的优缺点67第2章 GPS-RTK测量相关概念911第3章公路断面测量161618181919GPS-RTK在公路断面测量中的实际应用20第4章GPS-RTK在公路断面测量中的应用22 GPS-RTK技术测量断面的原理22 GPS-RTK断面测量的外业实施224.3 GPS-RTK断面测量内业数据处理2323242
8、6数模的建立与应用2929313232第5章结论34 GPS-RTK在断面测量中一体化的优势34参考文献35致谢36第1章 绪 论GPS是全球定位系统是global positioning system的英文缩写,是随着现代科学技术的迅速开展而建立起来的新一代精细卫星导航定位系统。GPS卫星定位测量是利用GPS系统解决大地测量的一项空间技术。它的含义是:利用导航卫星进展测时和测距,以构成全球定位系统。GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精细三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和某某性。因此,GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛
9、的应用,在物探测量工作中广泛普与与应用。对于物理点的放样已经不再仅仅是采用测角和量距,而是借助GPS导航卫星信号来确定地面点的准确位置。GPS卫星定位系统由3局部组成:空间局部、地面监控局部和用户接收设备局部。其中GPS的空间局部是由24颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码,一组称为C/A码(Coarse/Acquisi
10、tion Code11023MHz);一组称为P码(Procise Code 10123MHz),P码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/A码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。地面控制局部由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精细的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的承受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导
11、航数据与主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用X围之前进展最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。用户设备局部即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进展定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以与GPS 数据的后处理软件包构成完整的GP
12、S 用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两局部。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的承受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。GPS导航系统的根本原理是测量出位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离如此通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离
13、并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距PR:当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码简称伪码发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的根底上形成的,某某性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字
14、码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的如此为星历数据。当用户承受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做比照便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。其应用领域广泛,主要有以下几点1:在大地测量、工程测量中的应用:由于GPS系统具有精度高、速度快、费用省、操作简便,现今建立大地与工程控制网根本上是采取GPS定位技术,取代了常规手段。国家A级和B级GPS大地控制网分别于1996年和1997年建成并交
15、付使用,A级网,30个点组成,其水平方向的重复精度达2108,垂直方向不低于7108。B级网由800个点组成,其精度也分别好于4107和8107。国家A、B级网以其特有的高精度把我国传统大地网进展了全面改善和加强,从而克制了传统大地网的精度不均匀,系统误差较大等传统测量手段不可防止缺点,这一高精度三维空间大地坐标系的建成将为我国21世纪前10年的经济和社会持续开展提供根底测绘保障。据报道在三峡二期工程施工中采用GPS定位技术建立施工控制网,取得很好的效果,可以满足其相应的精度要求;在青藏铁路的建设中,从勘测到施工均采用了GPS定位技术,都取得了很好的效果。为了在测绘领域充分利用这一新技术,国家测绘局专门颁布了全球定位系统GPS测量规X。在地籍和房产测绘中的应用:地籍与房地产测量是准确测定土地权属界址点位置,同时测绘大比例尺地籍平面图和房产图并量算土地和房屋面积,供土地和房产管理部门使用。常规方法通常是先布设或加密控制点,然后依据这些点,测定地物点和地形点在图上的位置并按照一定的规律和符号绘制成平面图。而利用GPS定位技术,特别是采用RTK技术替代常规方法测绘地籍与房产成为可能。由于它不需要逐级布网加密,在测区只需少量的控制点即可。