工程测量课程论文.doc

毕业设计毕业设计（ （论论文）文） 学学 生生 姓姓 名：名：李猛 学学 号：号： 0802031135 专专 业业 ：工程测量技术 系系 部部 ： 资源科学系 设计设计(论文论文)题目题目：浅谈 vrs 在上海电缆管线跟踪测量中的应用 指指 导导 教教 师师:王年红 2011 年 06 月 06 日 独 创 性 申 明 本人声明所呈交的毕业论文（设计）是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我 所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得扬州环境资源职业技术学院或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在毕业论文（设计）中 作了明确的说明并表示了谢意。 学生签名： 时间： 年 月 日 关于论文（设计）使用授权的说明 本人完全了解扬州环境资源职业技术学院毕业论文（设计）工作条例（暂行规定） 对：“成绩为优秀毕业论文（设计） ，扬州环境资源职业技术学院将有权选取部分论文（设计） 全文汇编成集或者在网上公开发布。如因著作权发生纠纷，由学生本人负责”完全认可，并 同意扬州环境资源职业技术学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文（设计） 的全部或部分内容。扬州环境资源职业技术学院有权保留送交论文（设计）的复印件和磁盘， 允许论文（设计）被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文 （设计） 。 保密的毕业论文（设计）在解密后应遵守此协议 学生签名： 时间： 年 月 日 密级：（请注明密级及保密期限） 摘要摘要：vrs（虚拟参考站）技术是 gps 网络 rtk 技术的一种，它与传统测量技术和传统 rtk 技术相比有很多优点。vrs 以其自身的特点和不同行业的特殊性，在测量工作中越来越多地 被应用到，尤其在电缆管线跟踪测量当中，它会越来越被普及，进一步改变电缆跟踪测量的模 式。本文介绍了上海电力电缆管线存在的问题和 vrs 技术的简介、基本构成以及原理；主要 论述了应用网络 vrs 技术进行电力电缆管线跟踪测量时的实例；最后通过实践总结经验，分 析 vrs 在应用中的优越性和不足。 关键词关键词： vrs gps rtk 电缆 目录目录 1 引言5 2 vrs 技术的概述5 2.1 vrs 技术的简介5 2.2 vrs 技术的构成5 2.3 vrs 技术的原理6 2.4 vrs 技术的特点6 3 vrs 在电缆管线跟测中的应用7 3.1 项目概况7 3.2 vrs 跟测步骤7 3.3 成果分析 8 4 结论.9 1 1 1 引言引言 改革开放的上海，在经济迅猛发展的带动下，城市的发展速度越来越快和架空线入地工 程的实施，对地下电力电缆管线的依赖性就越来越强。而地下电力电缆管线资料的错、漏、 偏问题严重，也带来了许多事故隐患，容易造成重大事故的发生。所以,需要采用新方法- vrs 技术进行电缆管线的跟踪测量，使电网系统正常运作。 vrs 在测量工作中得到了广泛的应用，其在电缆跟踪测量中的应用就是其中的一例。 vrs 具有其他测量仪器和测量方法不能比拟的优点。当 vrs 应用于电缆跟踪测量时，充分显 示了其优点，使人们更快的采纳了这项新技术。 2 2 vrs 技术的概述技术的概述 2.1 vrs 技术的简介 vrs 即虚拟参考站（virtual reference station）是由美国的天宝公司研制出来的,这 项技术首先在一定区域内架设一定数量的基站，基站接收卫星信号，然后将信息传送至信息 处理中心，移动站先将接收机的位置信息发送到数据处理中心，数据处理中心会根据移动站 的位置，选择附近几个位置比较好的基准站信息， “虚拟”出一个参考站，然后，将虚拟出 的参考站改正数据播发给移动站，这个虚拟参考站的位置通常是在移动站周围 5 千米范围内。 因为要实时的发送位置信息，所以在这条通讯线路上是双向通讯的。 vrs，是网络 rtk 的一种定位技术，虚拟的条件是在 gps 实际观测点附近(其近似坐标) 作为虚拟参考站,根据 gps 基准站的观测数据和计算得到的各种误差分布模拟计算出虚拟参 考站的 gps 观测数据,由于模拟参考站与实际观测点距离很近,可以认为是超短基线,各种误 差通过差分可以较好地得到消除,而且其定位计算的原理和软件与传统方法完全一样。 2.2 vrs 技术的构成 vrs 技术主要有 3 个基本的组成部分：基准站网、数据处理中心（控制中心）和用户部 分。 基准站是 vrs 技术的数据源，用于实现对卫星信号捕获、跟踪、记录和传输，各基准站 均匀分布在整个网络中构成基准网，一般一个完整的 gps 网络 rtk 系统至少有 3 个已知的基 准控制点，站与站之间距离可达 70km，甚至更远。通过长时间 gps 静态相对定位等方法来 确定基准站的精确坐标，在通过配备在基准站上的 gps 接收机和数据通信设备，实时的将观 测资料传送给数据处理中心。 数据处理中心既是通讯控制中心，也是整个 vrs 技术的核心部分，由 vrs 系统软件、计 算机、路由器和通讯服务器组成。控制中心包括了 vrs 技术中数据的传输、接受、转换、处 理、发送等重要任务，其中最关键的就是根据接受的信息采用一定的算法计算改正数，从而 计算出流动站的精确坐标。 用户部分也就是流动站部分，可分为米级用户、测绘工程用户、车辆导航用户等。它由 移动电话、调至解调器和 gps 接收机组成。控制中心通过接收机发来初始位置，并结合差分 信号生成厘米级的位置信息。 2 图 1 vrs 技术的构成 2.3 vrs 技术的原理 vrs 是基于多参考站网络环境下的 gps 实时动态定位技术,是利用地面布设的多个连续 运行的 gps 参考站网络(cors),综合利用这些连续运行参考站的观测信息,通过建立精确的误 差模型(轨道误差、电离层、对流层和大气折射等误差模型),在移动站附近产生一个物理上 并不存在的虚拟参考站(vrs),由于 vrs 位置通过流动站接收机的单点定位解来确定,故 vrs 与移动站构成的基线通常只有几米到十几米,移动站与虚拟参考站进行载波相位差分改正,实 现实时 rtk 定位。 vrs 网络由三个以上的固定基准站组成,站与站之间的距离可达 70km,固定基准站负责实 时采集 gps 卫星观测数据并传送给 gps 网络控制中心,由于这些固定基准站有较长时间的观 测数据,并通过高精度基线解算软件 gamit 进行结算,故点位坐标精度较高。 2.4 vrs 技术的特点 (1)克服外部不利因素的影响。传统测量作业容易受到地形、气候、季节、森林覆盖等 诸多因素的影响,使测量精度、作业速度都受到很大限制。在能见度低、通视困难的情况下, 有些测量作业根本无法进行。而 vrs 技术的出现,可克服这些不利因素的影响； (2)定位精度较高,与静态 gps 测量相比实时性强，比伪距差分测量具有更高的精度。数 据安全可靠,测站间无需通视。在没有现成控制点或控制点被破坏而造成的控制点不足的地 区,能进行快速的高精度定位测量； (3)vrs 轻便，操作方便,容易使用。对作业条件要求不高,数据输入、处理、存储能力 强,与计算机、其它测量仪器通信方便； (4)不需要后处理数据而随时得到坐标和精度； (5)所有测量点同时采集数据，具有精确地转化到某一坐标系统的能力； (6)作业人员少,定位速度快,综合效益高； 3 (7)高作业效率，以及带来的客观经济性。 3 vrs 在电缆管线跟测中的应用在电缆管线跟测中的应用 电缆管线跟踪测量的方法, 多年来由传统的皮尺交汇测图等方法发展到现在的 vrs 技术 进行全野外数字化成图的方法, 无论在技术或精度上都有很大的改进和提高。近几年, 随着 gps 定位技术的发展, vrs 技术被广泛应用于测量上, 电缆管线跟踪测量的方法随之也将发 生根本性的改变。 vrs 技术与传统电缆管线跟踪测量方法相比,具有明显的优势。gps 观察不受天气、时间 影响,不需通视。gps 测量的各点之间不存在误差累积,避免了传统电缆管线跟踪测量中由于 边长过长等原因带来的误差累积,提高了精度。利用 rtk 技术能够成功地在现场就发现不合 格的测绘成果,提高了效率。传统电缆管线跟踪测量的数据坐标转化,必须等到事后处理,而 vrs 技术具有实时将一个坐标系统精确地转换到一个特殊坐标系统的能力。 vrs 技术在电缆管线跟踪测量中有着广泛的应用，可以极大的提高工作效率，下面就以 上海市轨道交通 12 号线（江浦路-茭白园路）段供电工程为例做一介绍。 3.1 项目概况 为了给上海市轨道交通 12 号线（江浦路-茭白园路）段供电，需要建立变电站和铺设电 缆并把电缆管线走势跟踪测量后反映在 pms(生产管理体系)上，有利于上海电网的系统管理， 遇到停电事故，可以得到及时的抢修与维护。本项目就是针对上海市轨道交通 12 号线（江 浦路-茭白园路）段供电工程进行电缆跟踪测量的。 3.2 vrs 跟测步骤 本项目采用中国南方公司生产的 south 灵锐 s86t 双频接收机(动态平面精度 10mm+1ppm,高 程精度 20mm+2ppm)主机及天线和 south 灵锐 s86 手簿相连接的作业方式,利用移动通讯的 gprs 方式连接调制解调器。 （1）网络连接：打开工程之星界面，点击设置菜单进入电台设置子菜单，选择设置。 首先配置“连接方式”为“gprs”模式， “模式”为“south”完成之后，再填写基站串号、 使用的服务器的 ip 地址和端口。最后，点击读取成功后，退出即可。 （2）连接仪器：点击开始，选择设置菜单进入手簿端口配置，点击配置蓝牙搜索主机 并连接仪器，连接成功后，状态栏中将显示相关数据。 （3）新建工程：打开工程之星界面，点击工程菜单选择新建工程，键入作业名称和设 置参数即可。 （4）开始测量：打开工程之星界面，点击测量菜单选择目标点测量，待出现固定解时 即可进行跟踪测量。 （5）跟踪测量： 按照电缆沟的挖掘趋势，采集电缆管线的走势碎部点，以 dxf 的格式 保存。 （6）成果入库：将外业采集回来的碎部点展在上海测绘院提供的 cad 地形底图上，画 出成果图，最后入库到 pms 里（如图 3 所示） 。 4 图 3 跟测成果图 3.3 成果分析 项目在江浦路和茭白园路岔路口,路口旁有许多标志性建筑物,这些建筑物已被上海测绘 院的工作人员测量并数字化成图在 cad 上,他们的三维坐标是已知的。我们在跟踪测量时可 以采集些这些建筑物的标志性点坐标作参考检测点。 以下是测区内 5 个 vrs 测量点(v1-v5)和 5 参考检测点(c6-c10)的数据。 5 表 1：测区内 5 个 vrs 测量点和 5 参考检测点的数据（单位：厘米） 坐标数据 点号 xy v1 46394503954430 v2 46962173932362 v3 48209764043999 v4 47121233891451 v5 46926043820906 c6 46394523954431 c7 46962133932358 c8 48209774043999 c9 47121163891454 c10 46926113820906 电缆管线跟踪测量的精度是不大于 5 厘米。由表 1，根据参考检测点的检测，我们可以 知道，vrs 完全能满足电缆管线跟踪测量的精度要求，误差小于 1 厘米。由于天气状况很好， 没有出现信号受阻挡、卫星信号中断、卫星失锁等现象，不需要 gps 重新进行初始化，vrs 测量方式得到了很好的精度保证。 从此次跟测任务中，我们知道 vrs 跟测具有以下特点：必须在电力管线尚未回填时及时 进行跟踪测量；必须一次性测好，没有改正错误的机会；测量最佳时间稍众即逝，如果施工 方不予配合，电力管线来不及跟踪测量就被回填的情况必然出现；外业和内业必须与地下电 力管线施工同步，因漏测而采取的各种补救措施也应在施工内完成。 采用 vrs 技术在电缆管线跟踪测量中有着非常突出的优势：测量点位精度均匀稳定, 整 体精度连续性强, 定位误差不累积；大大提高了测量的工作效率，减轻了测量人员的内外作 业劳动强度；测量自动化、集成化程度高, 数据处理能力强；具有更为广阔的应用前景。 4 结论结论 传统由皮尺交汇法进行电缆管线跟踪测量的方法,测量的精度低，测量数据的可靠性差； 工作效率低，只能在小范围内进行施测。 通过 vrs 技术在上海电缆管线测量中的应用，只需一套接收机就能随时随地进行作业, 不受白天黑夜条件限制。但是，当卫星的截止高度角小于 15，在施工区如果遇到高大建 筑物或在树下和高压电线时，就很难接收到卫星和无线电信号，也就无法进行测量。显示不 能满足跟测的及时性，会出现延误。 6 后记后记 本文得以顺利完成，非常感谢我的指导教师王年红。从论文的选题直到论文的最终完成， 她都给予我尽心尽力的指导。王老师严谨的治学态度深深地影响着我，对我今后的学习，工 作，生活必将产生影响。借此机会，特向王老师表示最诚挚的感谢。 感谢扬州环境资源职业技术学院的所有领导和老师。他们严谨的学风，渊博的知识，诲 人不倦的品格一直感染和激励着我不断上进，使我大