毕业论文-ＲＴＫ－ＧＰＳ在线路工程测量中的应用

1、南阳师范学院2013届毕业生毕业论文（设计） 题 目： RTK-GPS在线路工程测量中的应用 完 成 人： 班 级： 测绘六班 学 制： 4 年 专 业： 测绘工程 指导教师： 完成日期： 2013-04-25 目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc26161 0 引言（1） HYPERLINK l _Toc7264 1 GPS与RTK技术（4） HYPERLINK l _Toc23439 1.1 GPS概况（ 可以利用RTK数据处理软件中断面测量功能模块进行断面测量。不同品牌的RTK在性能及使用上有所不同，功能大同小异。在进行断面测量时，一般在文件设置中调入断面所

2、依附的线路和纵断面设计文件和断面所依附的线路文件，在纵断面文件名中调入设计的断面文件，文件名设置完毕后进入断面测量界面。断面测量界面的状态显示与线路放样显示方式相同。移动仪器，若当前点的偏离距在设计的偏离阀值范围内时，可以根据线路的起伏进行纵断面数据采集工作。采集完毕后，用户可以根据自己的需求把数据格式进行转换。采集的数据如表3.1表3.1 南阳某公路中线的一段数据00100000000410548.4483689867.822133.92400200000000 410565.517 3689848.578 133.83600300000000 410621.838 3689765.389

3、131.73900400000000 410617.300 3689687.438 128.082005 00000000410629.815 3689586.976128.790006 00000000 410599.815 3689513.834 127.533007 00000000 410543.131 3689440.301 126.997008 00000000410436.211 3689302.019 126.87100900000000 410319.262 3689221.255 126.603001000000000410196.0273689073.105125.751

4、001100000000410231.254,3689181.028128.7823.6数据处理成图成图结果见图3.1;图3.2图3.1横断面图图3.2纵断面图4技术精度分析4.1 点放样的精度分析 在线路工程中特别是公路铁路等的测量中有中桩放样的工作，下边我们以点放样为代表对RTK技术精度进行分析。点放样设计坐标见表4.1表4.1全站仪实测数据点号XY1207855.346300511.6432207859.553300520.7153207863.760300529.7874207867.967300538.8595207872.174300547.9306207876.381300557

5、.0027207880.588300566.0748207884.796300575.1469207889.003300584.21810207893.210300593.290 放样完毕后，为了HYPERLINK /class_free/121_1.shtml 检验用RTK放样点的精度。我们制定如下方案：用莱卡TC405对放样点进行精确测量（由于测量的目的是检验RTK的点放样精度，所以依然使用RTK所用来校正的基准点作为控制点进行定向，这样可以减少误差的叠加，并将全站仪的测量误差忽略不计，即将全站仪的测量结果看作真值，与点的设计坐标值进行比较）。点的设计坐标值用X，Y表示，全站仪实际测量值用

6、X，Y表示，详细数据见表4.2。表4.2 全站仪实测值与GPS检验值比较点号X(m)Y(m)X(m)Y(m) X(cm) Y(cm)点位误差(cm)1207855.346300511.643207855.332300511.6731.4-33.32207859.553300520.715207859.561300520.693-3207863.760300529.787207863.742300529.8161.8-2.93.44207867.967300538.859207867.948300538.8851.9-2.63.25207872.174300547.930207872.18430

7、0547.940-1-11.46207876.381300557.002207876.379300557.0060.2-0.40.47207880.588300566.074207880.603300566796300575.146207884.785300575.1561.1-11.59207889.003300584.218207889.018300584.218-1.501.510207893.210300593.290207893.195300593.3121.5-2.22.7 以全站仪所测定的坐标值为真值，那么2种方法所测得的坐标的差值即可认为是RTK测量的

8、误差。根据工程测量规范点位误差5cm,可得如下结论。 (1) RTK测量结果与全站仪测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为3.4cm ,最小为0.4cm。 (2) 若以全站仪测定的点位坐标为准，RTK放样点点位误差均在5 c m以内，RTK放样点点位相对于全站仪测定点位误差按公式计算，结果为2.3cm。 (3) HYPERLINK /class_free/115_1.shtml 统计数据表明:若以全站仪测量结果为准，可以认为RTK测量结果的点位精度达到厘米级，需要指出的是各点位之间不存在误差累计，克服了传统测量技术的弊端，完全能满足点的测设精度要求。 (4) 但本次 HYPERLINK /cl

9、ass_free/121_1.shtml 检验的结果是在全站仪测量误差忽略不计的情况下进行对比分析的，如果考虑到全站仪的误差，放样点有可能出现误差大于5cm的情况，对于这样的点误差，误差的原因可能是RTK系统自身的误差，也可能是测量 HYPERLINK /class_free/153_1.shtml 环境对RTK的影响产生的误差，或许也是我们自身操作的不正确造成的，但最有可能的原因就是放样时存在测量环境影响中的“多路径误差”或“信号干扰误差”。 对于上述误差超限的点，我们可以根据误差的原因，采取措施来消除或减小误差，如：改变基准站的位置，选择地形开阔的地点，远离无线电发射源、雷达装置、高压电线

10、等，或采用有削弱多路径误差的各种技术的天线等。对于误差较大RTK又难以削弱其误差的点我们可以采用其他的测设方法，如用经纬仪和 HYPERLINK /class_free/148_1.shtml 电子测距仪利用导线点对RTK放样的点进行测量，得出点的精确位置，再制作模板，标出点的正确位置。4.2 技术的优点 作业效率高在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完5km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数,仅需一人操作,每个放样点只需要停留1 2s,就可以完成作业。在公路路线测量中,每小组(34人)每天可完成中线测量68km,在中线放样的同时完成中桩抄平工作。若

11、用其进行地形测量,每小组每天可以完成0.81.5km2的地形图测绘,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。全天候作业RTK技术不要求两点间满足光学通视,只需要满足/电磁波通视和对空通视的要求0,因此和传统测量相比,RTK技术作业受限因素少,几乎可以全天候作业。RTK作业自动化、集成化程度高RTK可胜任各种测绘外业。流动站配备高效手持操作手簿,内置专业软件可自动实现多种测绘功能,减少人为误差,保证了作业精度。4.3 技术的缺点RTK技术的缺点虽然GPS技术有着常规仪器所不能比拟的优点,但经过多年的工程实践证明,GPSRTK技术存在以下几方面不足。受卫星状况限制GPS系统的总体设计方案是在1973年

12、完成的,受当时的技术限制,总体设计方案自身存在很多不足。随着时间的推移和用户要求的日益提高,GPS卫星的空间组成和卫星信号强度都不能满足当前的需要,当卫星系统位置对美国是最佳的时候,世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖。例如在中、低纬度地区每天总有两次盲区,每次2030min,盲区时卫星几何图形结构强度低,RTK测量很难得到固定解。同时由于信号强度较弱,在对空遮挡比较严重的地方GPS无法正常应用。受电离层影响白天中午,受电离层干扰大,共用卫星数少,因而初始化时间长甚至不能初始化,也就无法进行测量。根据我们的实际经验,每天中午1213点,RTK测量很难得到固定解。受数据链电

13、台传输距离影响数据链电台信号在传输过程中易受外界环境影响,如高大山体、建筑物和各种高频信号源的干扰,在传输过程中衰减严重,严重影响外业精度和作业半径。另外,当RTK作业半径超过一定距离时,测量结果误差超限,所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小,工程实践和专门研究都证明了这一点。受对空通视环境影响在山区、林区、城镇密楼区等地作业时,GPS卫星信号被阻挡机会较多,信号强度低,卫星空间结构差,容易造成失锁,重新初始化困难甚至无法完成初始化,影响正常作业受高程异常问题影响RTK作业模式要求高程的转换必须精确,但我国现有的高程异常分布图在有些地区,尤其是山区,存在较大误差,在有些地区还是空白,这

14、就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得比较困难,精度也不均匀,影响RTK的高程测量精度。不能达到100%的可靠度RTK确定整周模糊度的可靠性为95%99%,在稳定性方面不及全站仪,这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。5 结论与建议 虽然RTK有很多的缺点,但经大量的工程实践证明,其优点远远大于缺点,况且有些优点是常规测量方法所不能比拟的,因而RTK测量技术才风靡全国,在测量界引发了一场技术革命。针对RTK技术的缺点,通过这几年的工程实践,我们摸索出下面几条优化施测方法,以在目前的GPS技术水平下弥补RTK技术的不足,提高作业效率。研究表明，为了保证地物点

15、的测量精度，我们应该在选点时要采取以下措施:(1)点位应设在易于安装接收机设备、视野开阔、视场内周围障碍物高度角应小于15(如可以选在最高 HYPERLINK /class_free/149_1.shtml 建筑物的顶楼)。(2)点位应远离大功率无线电发射源(如 HYPERLINK /class_free/160_1.shtml 电视台、微波站、微波通道等)，其距离不小于200 m；远离高压电线，距离不小于50m 。(3)点位附近不应有大面积的水域或强烈干扰卫星信号接收的物体。(4)点位选择要充分考虑到与其它测量手段联测和扩展。 (5)点位要选在 HYPERLINK /class_free/1

16、51_1.shtml 交通方便的地方，以提高工作效率。 (6)点位要选在地面地基坚硬的地方，易于点的保存。除此之外，为了保证地物点的测量精度，我们还要对接收机天线进行校验，选择有削弱多路径误差的各种技术的天线。同时，我们还要不断利用新的数据处理技术，以削弱各种误差带来的影响。参 考 文 献 1 李平芳.工程测量规范 M.中国计划出版社,1993，10（02）：23-24 2 相祥.GPS在城市平面控制测量中的应用及精度分析J.现代测绘,2010, 5(01):15-16 3 张正禄.工程测量学M.武汉大学出版社，2002，6（01）：18 4 袁新强.GPS动态测量技术优劣性分析J.广西工学院

17、学报，2011,8(02):4-5 5 张杰，屠艮.GPS-RTK技术在地籍测量中的应用J.科技传播，2010,9 (02):10-11 Application of RTK-GPS in Surveying of Line Project YANG Ling fengAbstract: GPS - RTK technology in the line of engineering of surveying and mapping plays an important role. This article simply introduces the general situation and

18、the GPS RTK technology and measurement characteristics, content, task and characteristics of line engineering survey, finally emphatically illustrates the on line measurement, the application of RTK technology and the specific work process. GPS - RTK its positioning accuracy is high, no accumulation error, as long as meet the basic conditions of RTK, the