工程测量专业毕业论文：rtk与全站仪联合定界的应用

工程测量专业毕业论文：rtk与全站仪联合定界的应用内容摘要：

一个新突破。 RTK 定位精度高 ,可以全天侯作业 ,每个点的误差均为不累积的随机偶然误差。 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、地形测绘、勘测边界 ,各种控制测量带来了新曙 光 ,极大地提高了外业作业效率。 高精度的 GPS测量必须采用载波相位观测值 ,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术 ,它能够实时的提供测站点在指定坐标系中的三维空间定位结果 ,并达到厘米级精度。 在 RTK 作业模式下 ,基准站通过数据链差分将其观测值和测站平面坐标信息一起传送给流动站。 流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据 ,还要采集 GPS 观测数据 ,并在系统内组成差分观测值进行实时处理 ,同时给出厘米级定位结果 ,历时不足一秒钟。 流动站可处于静止状态 ,也可处于运动状态。 可在固定点上先进行初始化后再进入 动态作业 ,也可在动态条件下直接开机 ,并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。 在整周未知数解固定后 ,即可进行每个但元的实时处理 ,只要能保持 4 颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形 ,则流动站可随时给出厘米级定位结果。 RTK 技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术 ,RTK 定位时要求基准站接收机实时地把观测数据 (伪距观测值 ,相位观测值 )及已知数据传输给流动站接收机 ,数据量比较大 ,一般都要求 9600 的波特率 ,这在无线电台上不难实现。 而随着科学技术的不断发展 ,RTK 技术已由传统的 1+1 或 1+2 发展到了广域差 分系统 WADGPS,有些城市建立起 CORS 系统 ,由此大大提高了 RTK 的测量作业范围 ,当然在数据传输方面也有了长足的进展 ,由原先的电台传输发展到现在的 GPRS 和GSM网络传输 ,大大提高了数据的传输效率和范围。 而在网络 RTK的使用当中数据传输无距离限制。 RTK 为实时动态测量技术 ,利用卫星发射的两个载波 和,以载波相位测量为根据的实时差分测量技术。 一般情况下 ,有一个基准站和一个以上的流动站。 基准站可设在已知点也可在未知点上 ,利用求测的WGS84 坐标和已知的 地方坐标可求出坐标转换的参数 ,在求得转换参数后 ,利用基准站时时测得站点坐标信息于流动站测得的时时坐标信息 ,两站之间的基线向量来求出流动站的时时坐标。 在后续测量中 ,求未知点时可直接得到地方坐标系中的坐标。 在不同的 RTK 品牌设备中求解的要求略有不同。 RTK 系统组成 GPS 连续运行卫星定位服务综合系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成。 各基准站与数据处理中心间通过数据传输一同连接成一体 ,形成专用网络。 基准站功能 . 基准站网负 责采集 GPS 卫星观测数据并输送至数据处理中心 ,同事提供系统完好性监测服务。 基准站是系统的数据源 ,用于实时对卫星信号进行捕获、跟踪、记录和传输。 数据处理中心是连续运行卫星定位服务综合系统的核心单元。 也是高精度实时动态定位得以实现的关键。 数据播发系统通过移动网络、 UHF 电台等形式向用户播发定位导航数据。 用户应用系统 用户信息接收系统、网络型 RTK 定位系统、事后和快速精密定位系统。 流动站是系统的用户部分 ,通过获取的网络差分改正数据。 流动站主要有 GPS 接收机和移动通讯设备组成 (图 1)。 图 1GPS 接收机和移动通讯设备组成 RTK 的基本原理 RTK 测量技术 ,是以载波相位观测量为根据的实时差分 GPS 测量技术。 实时动态测量的基本原理是在基准站上安置一台 GPS 接收机 ,对所有可见 GPS 卫星进行连续的观测 ,并将其观测数据通过无线电传输设备 ,实时地发送给用户观测站。 在用户站上 ,GPS接收机在接收 GPS卫星信号的同时 ,通过无线电传输设备 ,接收基准站传输的观测数据 ,然后根据相对定位的原理 ,实时地计算并显示用户站的三维坐标 ,其精度可达到厘米级。 目前国际上主流的网络 RTK技 术。 系统通过 GPS基准站网络建立各种误差模型 ,然后根据流动站的具体位置虚拟出流动站附近一“虚拟”基准站的改正数据。 通过无线通讯链路 (GSM/GPRS 或 CDMA)将改正数据播发给流动站用户 ,流动站用户在此基础上进行 RTK 作业。 网络中的各固定基准站通过双频 GPS 接收机获取卫星载波相位、伪距等观测量 ,并通过实时地将原始数据上传到控制中心。 控制中心按照流动站使用的无线通讯将虚拟参考值的数据原路发回 RTCM 或 CMR+。 流动站可按照常规 RTK 的原理进行超短基线的常规 RTK 模式作业。 并获得厘米级的测量精度。 四参数转换 GPS?RTK 平面坐标转换方法 GPS RTK 一般都是采用平面坐标转换模型求解。 用 WGS84 坐标系转换成国家的 80 坐标系或者地方坐标系。 根据 RTK 原理 ,基准站和流动站直接采集的都为 WGS84 坐标 ,参考站以 1 个 WGS284 坐标作为起始值实时计算点位误差并由网络电台发射出去 ,流动站同步接收 WGS84 坐标并通过电台接收来自基准站的数据 ,达到卫星颗数的满足后即可得到固定解 ,流动站就可得到相对于基准站成果的高精度 WGS84 坐标。 而实际工作中往往采用地方坐标系 ,由此便有 两坐标系统之间椭球转换 ,即转换参数的求取。 HDV8GNSS1 + 2 RTK 提供平面四参数转换、七参数转换、一步法、 Trimble、格网拟合等实用方法。 在一个工程测区范围内控制做完后。 在测区内有两个以上的控制点时。 且已经知道地方坐标系投影带。 就可以用手薄软件坐标转换模块里面的四参数方法计算 (图 2)。 使用两个控制点的平面坐标系之间的平移、旋转、缩放比例参数。 即可把 WGS84 坐标系转换成工程测区要使用的坐标系。 图 2 平面四参数转换 GPS?RTK 高 程转换 由于载波波长比伪距码长小了 2 个数量级 ,同时 ,在载波相位差分测量数据处理中 ,充分利用了不同卫星、测站和历元间的线形组合 (单差、双差和三差 ),消除和削弱了某些不能进行较好模型化处理的误差 ,因而经处理后的点位精度远高于伪距差分。 由 GPS 相对定位的基线向量 ,可以得到高精度的大地高差。 如果在 GPS网中已知一个点的大地高 ,就可以在 GPS 网平差后求得全网各点的大地高。 大地高是以参考椭球面为基准面的 ,地面点大地高的定义是 :由地面点沿通过该点的椭球面法线到椭球面的距离。 但是 ,我国通用的是正常高系统 ,是以 似大地水准面为基准面的 ,参考椭球面与似大地水准面是两个不同的基准面 ,二者既不重合也布平行 ,大地高与正常高之间的差值称为高程异常。 因此 ,在 GPS 测量中 ,在得到GPS 点的大地高之后 ,要得到实际工作需要的正常高 ,还需要求解高程异常。 在GPS 网中 ,已知一个点的大地高 ,对该网进行网平差后 ,可知各点的大地高。 又已知点的正常高 ,并且由水准联系测得到另外一些 GPS 点的与点的正常高差 ,则可以求得各点的高程异常 ,用公式可表示为 : (321) 由上式还可知 ,对于 GPS 网中未联测水准的点 ,如果知道 高程异常 ,就可以得到正常高。 由单点定位得到的 GPS 点的大地高具有很高的精度 ,如果水准测量的精度也很高 ,则可以得到高精度的高程异常。 在测量区域不。