00GPS RTK技术在数字化地形测量中的应用.docx
- 文档编号:27314370
- 上传时间:2023-06-29
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:24.20KB
00GPS RTK技术在数字化地形测量中的应用.docx
《00GPS RTK技术在数字化地形测量中的应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《00GPS RTK技术在数字化地形测量中的应用.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
00GPSRTK技术在数字化地形测量中的应用
江西环境工程职业学院大专毕业生
毕业论文
题目:
GPSRTK技术在数字化地形测量中的应用
分院:
林业与环境学院
姓名:
xxx
学号:
xxxxxxxx
专业:
工程测量与监理
指导老师:
xxx
毕业论文答辩时间:
2012年6月15日
摘要
GPSRTK(实时动态GPS测量)技术能够实时地提供测站点厘米级的三维定位结果,速度快、精度高,但应用范围受自然条件限制。
全站仪是自动化程度很高的野外测量仪器,精度高、应用广,但受通视条件、测量距离等因素制约。
本文介绍了全站仪联合RTK测图的作业流程,简要阐明了其在地形测量中的应用。
在利用实测数据成图的过程中,解决一些常见的问题,并给出解决的办法及依据,同时给出一些有益的结论,以适应实际使用的需要。
关键词:
RTK,全站仪,数字测图
目录
绪论3
1GPS技术4
1.1GPS系统包括3大部分4
1.2使用GPSRTK测图方法在地形测量中,主要是用静态测量控制点,用RTK来完成碎部测量。
4
1.2.1 准备工作5
1.2.2 作业依据5
1.2.3 基准站选点,埋石5
1.2.4 基准站外业观测5
1.2.5 数据处理5
1.2.6 基准站设置6
1.2.7 流动站设置及转换参数求解6
1.2.8 碎步测量6
1.2.9 内业数据处理与RTK数据下载6
1.2.10 绘制地形图6
1.3 GPSRTK测图的优点7
1.4 GPSRTK测图时应注意的几个问题7
2数字化地形测量的组织7
3RTK技术的推广应用的主要方向8
结论10
致谢11
参考文献12
绪论
如果说全站仪的使用使传统的测量方法实现了质的飞跃,那么GPS技术的应用则给测绘业带来了一场革命。
目前,无论在工程控制网或测图控制网中,一般都将GPS作为首选手段。
随着载波相位动态实时差分RTK(real-timekinematics)技术的日趋成熟,GPS已在工程施工放样、全野外数字化测图方面得到越来越多的使用。
地形测量离不开控制测量,在区域地形测量中,GPS已成为建立首级平面控制网的首选方法。
随着GPS技术的不断完善,不仅是高等级的首级网和加密网,甚至图根点和航空摄影测量像控点的测定也广泛采用了GPS,从而大大降了测量人员外业工作的强度并提高了测量工作效率。
传统的地形测量首先要依测区面积在测区布首级控制网,依需要加密图根控制点,然后在图根点上架设全站仪采集数据,每组最少需要三人。
如果采用RTK测图则仅需一人携仪器在要测的地物、地貌特征点上1~2s,并同时输入特征编码,将一个区域所采集的数据导入计算机,再采用专业绘图软件,进行编绘,就可以输入所需的地形图。
这样不仅节约了人力,同时克服了传统测量中必须要求通视的缺点,特别在伏比较大的山地中使用该技术时,可极大地提高工作效率。
随着市政规划和工程建设的需要,地形测量的重要性日益提高,并受到了广泛的关注和重视,近两年来相关测绘技术的发展并先后应用于地形测量也为地形测量的准确性和科学性提供了保障,在此基础上开展GPS技术数字化地形测量应用研究对地形测量有着重要的意义。
1GPS技术
1.1GPS系统包括3大部分
空间部分-GPS卫星星座;地面控制部分-地面监控系统;用户设备部分-GPS信号接收机。
空间卫星系统部分是该系统的核心,它由21颗均匀分布于6个轨道面上的卫星组成,能够全天候的实时向多用户提供三维定位和授时,由均匀分布在地球6个轨道平面上的24颗高轨道工作卫星构成,卫星每2小时沿近圆形轨道绕地球一周,由星载高精度原子钟控制无线电发射机在"低噪声窗口"(无线电窗口中,至8区间的频区天线噪声最低的一段是空间遥测及射电干涉测量优先选用频段)附近发射L1、L2两种载波,向全球的用户接收系统连续地播发GPS导航信号。
地面监控系统由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的5个监测站、1个主控站和3个注入站构成。
该系统的功能是:
监控站用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差,采集气象数据,并将观测数据传送给主控点。
主控站接收各监测站的GPS卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入自身的工作状态数据,及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站;控制和协调监测站间,注入时间的工作,注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文发给了GPS用户系统;诊断卫星工作状态,改变偏离轨道的卫星位置及姿态,调整备用卫星取代失效卫星。
注入站接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星用户接收系统主要由以无线电传感和技术支撑的GPS卫星接收机和GPS数据处理软件构成。
GPSRTK定位原理:
基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等数据用无线电传送给流动站,流动站将收到的数据实时进行差分处理,得到基准站与流动站的坐标差Δx、Δy、Δz。
通过数据转换得到流动站的平面坐标和高程。
此过程就是GPSRTK的定位过程。
1.2使用GPSRTK测图方法在地形测量中,主要是用静态测量控制点,用RTK来完成碎部测量。
GPSRTK可以不进行大面积控制点布设,仅在测区布设一定数量的基准控制点,便可快速测定地形、地物特征点坐标,利用测图软件在野外一次测绘编辑成电子地形图
1.2.1 准备工作
测量前应对整个测区进行详细的现场踏勘,了解当地原有测量资料、交通情况,初步确定基准点的布控方案。
对仪器进行常规性检验,包括电池、电量、内存容量以及使用软件。
1.2.2 作业依据
1)《全球定位系统(GPS)测量规范》(CH2001-92)。
2) 《全球定位系统城市测量技术规程》(CJJ73-79)。
3) 《大比例尺地形机助制图规范》(GB14912-94)。
4) 《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》(GB/T7929-1995)。
5)项目合同书中有关的特殊要求。
1.2.3 基准站选点,埋石
1) 基准点应尽可能选择在交通便利,便于安置接受设备和便于操作的地方。
所建造之点应便于保存。
2) 选点时如无法避开成片植物,应在测量前将基准点15°角以上部分植物砍去。
点位应尽量远离高大建筑物和成片水域地区。
3) 在基准点200m范围内应无大小功率无线电发射设施,及高压输变电线路及设备。
4) 基准站的间距须考虑GPS电台的功率和覆盖能力,应尽量布设在测区内相对较高的突出位上,以获得最大的数据通讯有效半径,从而减少基准点的个数。
5) 埋石应视测区未来对点位的要求而定。
1.2.4 基准站外业观测
外业观测按所使用仪器的具体操作要求进行。
具体办法和步骤本文不再赘述。
1.2.5 数据处理
外业观测数据根据作业单位使用软件情况自行处理,精确计算各基准站点坐标。
1.2.6 基准站设置
1) 输入正确的基准站WGS-84坐标,及准确的仪器高。
2) 选择RTK模式的发射差分数据。
3) 选择恰当的波特率。
1.2.7 流动站设置及转换参数求解
利用电子手簿输入正确的流动站高度,同时输入其它基准站点的WGS-84坐标,联测已知控制点,解算转换数据并接收,确定。
1.2.8 碎步测量
完成以上工作后,即可将流动站置于地物地貌特征点上进行碎步测量,每个碎步的测量时间2~3s。
碎部点密度应满足相关规范要求。
1.2.9 内业数据处理与RTK数据下载
白天外业采集数据后,晚上应及时将测得的数据进行内业处理。
在笔记本电脑上用TrimbleGeo2maticsoffice软件结合白天所画草图和预设编码进行内业成图。
此工作必须当天完成,以免事后遗忘,影响成图的准确性造成返工重测。
为了实现RTK坐标数据与CASS4.0展点数据格式统一,需进行如下处理:
首先应用TrimbleGeomaticsoffice软件进行格式的自定义,具体格式是“点号,代码,东坐标,北坐标,高程”。
然后用TrimbleGeomaticsoffice软件实现与RTK测量手簿的连接,把数据下载到计算机内,通过编辑将数据存3.dat格式(CASS要求的数据格式),实现RTK数据和测图软件的数据格式统一,为内业成图做好准备。
1.2.10 绘制地形图
打开CASS4.0改变图式比例尺为所需比例尺,启用展点命令,将上述数据文件名输入,然后根据外业所绘草图,人机交互编辑,连线成图。
将野外测点按CASS4.0提供的图式符号库连线后对于一些与地形图规范要求有差别的地方须作编辑处理。
1.3 GPSRTK测图的优点
1)节约人力和财力。
传统地形测量在控制测量时需耗费很多的人力和财力,碎部点测量更是这样,每组至少需要四人,即便是全站仪测图,每组也至少需要三人。
GPSRTK测图只需1~2人跑点采集数据、编码即可。
2)速度快、效率高。
GPSRTK测图不受通视条件和视距限制,省去了迁站时仪器搬动的烦恼,扩大了作业半径,节约了大量非测图时间,作业人员可一心一意跑点、编码。
条件允许时,一个基准站可以测量5~8km2面积,这是传统测图所无法相比地。
3)精度高且精度分布均匀。
传统地形测量从控制到碎部都有一定的误差积累,特别到最弱点时点位误差积累比较大。
GPSRTK测图省去部分中间环节,提高了测图精度,其测图时碎部点的误差是随即产生的,不会产生误差不均匀的情况。
1.4 GPSRTK测图时应注意的几个问题
RTK技术已广泛应用于平面位置的测量,但在测高程方面的运用尚不成熟。
作业时应注意以下问题:
1) 基准站及流动站仪器高要十分精确地量取(此处误差将会传递到每个碎部点上,这是影响RTK精度的一个十分重要的因素。
2) 必须保证用来求转化参数的已知点具有准确的坐标成果,尤其要注意高程精度。
3) 必须做到作业前、作业过程中、作业完成后到已知点上做比测,以保证数据的准确性。
随着RTK技术的不断成熟,我们有理由相信未来在大比例尺地形测图方面,RTK将会全面取代传统的测图方法。
2数字化地形测量的组织
数字化地形测量是工程施工与规划的基础,同时由于数字化地形测量需要较高的准确性和精确性,因而需要良好的组织。
具体来说主要包括:
1.测量工序
地形测量的工序主要分为两个环节:
一是控制测量与计算机辅助平差计算;二是碎部数据采集与软件编图成图。
两个环节间以数据传输为纽带,即可平行施工又可顺序施工,与传统地形测量相比,减少了大量的中间生产环节。
2.测量方案
数字化地形测量项目的作业方案根据仪器设备条件确定,仪器设备条件不同,作业方案变化各异,一般可选用静态GPS网作基本控制,导线动态作加密控制,支导线(点)补充测站点,全站仪动态碎部数据采集,进而计算机软件机助成图的作业方案。
一定条件下,大比例尺数字化地形测量可以一次性全面布网至测站点,并且可以直接先测图而不受先控制后测图逐级加密等测量原则的约束。
3.测量方法
在生产工序上,数字化地形测量不一定要遵守先控制、后测图的原则,控制测量、碎部测图可以同时进行,甚至可以是先测图后控制,只是后者需将碎部成图以控制点为基准借助成图软件进行测站纠正。
在控制点点之记的制作上,数字化地形测量不一定要将其作为一个专门工作来进行,可依据最终成图编绘点之记"碎部测图在数字化地形测量中只是一个数据采集的过程成图大量的工作已从外业转移到了内业,目前,碎部成图作业方法较多,因人而异。
3RTK技术的推广应用的主要方向
1、双星系统
双星系统(GPS+GLONASS双系统导航定位)是GPSRTK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。
2、VRS
VRS(VirtualReferenceStation虚拟参考站)正在改善着RTK定位的质量和距离,增强RTK的可靠性,并减少OTF初始化的时间。
VRS技术,可以在50Km左右时使RTK定位平面位置精度为1—2cm,并无需设立自己的基准站。
其应用领域将逐渐涵盖陆地测量、地籍测量、航空摄影测量、GIS、设备控制、电子和煤气管道、变形监测、精准农业、水上测量、环境应用等诸多领域。
VRS是天宝提出的网络RTK作业模式,现在世界上90%的网络RTK都是应用VRS。
3、GPS
GPS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信息产业(蜂窝网Mobilecellular/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。
国内测量型GPS主要生产厂商如上海华测导航技术有限公司,广州市中海达测绘仪器有限公司,南方测绘;国外如,天宝,宾得,徕卡,拓扑康等RTK(Real-TimeKernel)实时内核,RTOS(Real-TimeOperationSyetem的内核部分),以中断的方式实现任务实时调度。
常用于嵌入式系统。
结论
传统地形测量从控制到碎部都有定的误差积累.特别到最弱点时点位误差积累比较大GPSRTK测图则省去部分中间环节.提高了测图精度,其测图时碎部点的误差是随即产生的.不会产生误差不均匀的情况GPSRTK测图不受通视条件和视距限制.省去了迁站时仪器搬动的烦恼.扩大了作业半径,节约了大量非测图时间.作业人员可一心一意跑点、编码。
条件允许时,一个基准站可以测量5-8km面积.这是传统测图所无法相比的结果分析可知.GPSRTK应用于工程测量的定位精度是完全可以提高的.特别是不需要建立图根控制.可节省大量人力、物力和财力。
RTK技术将在地形测量中的广泛应用.可以提高工作效率5倍以上,从而极大地节约了时间,提高了经济效益彻底改变了以往的测量作业模式,以其精度高、效率高、全天候的优点被大多数测绘单位和相关单位所接受。
本实验证明,RTK联合全站仪进行测图的方法比传统的方法优越,图根点点位误差不积累、不传播,减少了人为的干预,自动化程度较高,很大程度上避免了人为误差,精度得到了提高,用这种方法可方便、高效、可靠地完成普通地形测量工作,具有常规测量仪器无法比拟的优点。
不足之处,测量时出现错误不可以方便、及时地纠正,从而影响数字测图的质量与效率。
致谢
三年的大学学习即将结束,在大学阶段,我在学习上和思想上都受益非浅,这除了自身的努力外,与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。
在本论文的写作过程中,我的指导老师衣德萍老师倾注了大量的心血,一遍又一遍地指出每稿中的具体问题,严格把关,循循善诱,在此我表示衷心感谢!
同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。
时间的仓促及自身专业水平的不足,整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。
恳请阅读此篇论文的老师、同学,多予指正,不胜感激!
参考文献
[1]孟继红,何秀珍.《数字化地形测量的几个问题探讨》,载《地矿测绘》,2005,3.
[2]刘慧.《论GPS在公路工程测量中的应用》,载《科技咨询导报》,2007,5.
[3]王志武.《浅谈地形测量中计算机技术的应用》,载《时代经贸》,2007,S9.
[4]于润波.《GPSRTK技术在地形测量中的应用》,载《科技与经济》,2005-6.
:
江西环境工程职业学院毕业论文开题报告
学生姓名
xxx
学号
xxxxxxxx
班级
xxxxxxxx
专业
工程测量与监理
论文题目
论GPSRTK技术在数字化地形测量中的应用
论文方向
GPSRTK应用
指导老师
衣德萍
本题目研究的现状
现在已有这方面研究,但方法单一、讲述的范围狭小、论据和注意事项不充分
学术价值和现实意义
RTK技术将在地形测量中的广泛应用.可以提高工作效率5倍以上,从而极大地节约了时间,提高了经济效益彻底改变了以往的测量作业模式,以其精度高、效率高、全天候的优点被大多数测绘单位和相关单位所接受。
论文(设计)的内容和时间安排
论文内容:
论文主要包括GPS技术GPSRTK的使用及优点,数字化地形测量的组织,RTK技术的推广应用的主要方向
时间安排:
论文方向及题目确认2012年04月20日前
论文大纲完成2012年05月01日前
论文数据材料准备充足2012年05月15日前
论文内容编写完成2012年05月30日前
论文格式修订完成2012年06月05日前
论文检校完成2012年06月15日前
指导老师意见
学科(系)意见
毕业设计(论文)中期报告
题目:
GPSRTK技术在数字化地形测量中的应用
院(系)林业与环境学院
专业工程测量与监理
班级xxx班
姓名xxx
指导教师xxx
中期报告日期2012年5月15日
1.毕业设计(论文)进度安排
论文方向及题目确认2012年04月20日前
论文大纲完成2012年05月01日前
论文数据材料准备充足2012年05月15日前
论文内容编写完成2012年05月30日前
论文格式修订完成2012年06月05日前
论文检校完成2012年06月15日前
2、开题(或第一次检查)以后完成的工作及结果
论文方向及题目确认2012年04月20日
论文大纲完成2012年05月01日
论文数据材料准备充足2012年05月15日
论文内容编写完成2012年05月30日
3、后期拟完成的研究工作及进度安排
论文格式修订完成2012年06月05日前
论文检校完成2012年06月15日前
4、存在的问题及解决措施
格式修订及全面检校
尽快返校请指导老师帮忙审定
5、如期完成全部论文工作的可能性
指导教师评语:
指导教师签字:
检查日期:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 00GPS RTK技术在数字化地形测量中的应用 00 GPS RTK 技术 数字化 地形 测量 中的 应用