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全站仪配合RTK在施工放样中的应用研究

作者：####指导老师：###摘要

全站仪是自动化程度很高的野外测量仪器，精度高、应用广，但是受通视条件、测量距离等因素限制。RTK技术进行工程放样，速度快、精度高，但是应用范围受自然条件限制。若采用全站仪配合RTK联合作业，使两者的优势互补，可大幅度提高放样速度。本文提出了应用GPSRTK与全站仪联合作业的方法，即在开阔的区域用RTK进行数据采集;在通视不良好的区域,使用全站仪和RTK相结合,将发挥各自的优势,可大大加快数据采集速度,提高工作率，并经理论推导，得到此方法的精度计算公式，并经实验证明该方法满足放样精度。课题研究主要内容介绍全站仪放样、GPS-RTK放样的基本原理与数据处理并进行比较详细介绍全站仪配合RTK放样方法应用总结本文研究内容，并提出研究中存在的不足和继续深入研究的工作论文结构课题研究背景测绘技术的不断进步、测绘仪器及工具的不断更新和改进，促使工程施工放样工作越来越简化，精度要求也越来越高。而目前常用的放样方法很简单，并成功的解决了很多工程问题，完成了数不清的工程项目，但随着测绘技术手段的不断发展和对建设工程高质量的要求，他们的缺点也越来越突出。当前迫切需要发展快速、准确、经济、有效的空间放样测设技术。

课题研究现状

RTK技术克服了传统放样法和坐标放样法的缺点，并且具有观测时间短，精度高、无须通视、现场给出精确坐标等优点，特别适合道路等大批量设计点位的放样工作，尤其是道路边桩、征地范围线等放样。不需沿途布设图根控制点，从而减少了施工控制网的布设密度，节约经费，节省时间，提高了工作效率。然而，在对天通视困难的特殊地区，RTK失锁较严重，放样效果往往不理想。因此，作业时一般用RTK施测较为宽阔地带的放样点，而在RTK失锁较严重和放样精度效果不理想区，用全站仪施测放样点。这样既避免了RTK测量所发生的特殊地区精度不能满足要求的情况，又避免了常规的全站仪放样的低效，使得两种仪器在实际测量中相得益彰，有效地提高了作业效率。全站仪极坐标放样的理论基础RTK放样的理论基础全站仪放样与RTK放样的比较全站仪极坐标法放样全站仪坐标放样法不需要事先计算放样元素，只要提供坐标就可以，而且操作方便。将全站仪架设在已知点上，只要输入测站点、后视点以及放样点的三点坐标，瞄准后视点定向，按下反算方位角的定向键，则仪器自动将测站与后视的方位角设置在该方向上。然后按下放样键，仪器自动在屏幕上用左右箭头提示应该将仪器往左或右旋转，这样就可以使仪器到达设计的方向线上。接着通过测距离，仪器自动提示棱镜前后移动，直到放样出设计的距离。若需要放样下一个点位，只要重新输入或调用待放样点的坐标即可，按下放样键后，仪器会自动提示旋转的角度和移动的距离。RTK放样的基本原理GPSRTK是一种全天候、全方位的新型测量系统，是目前实时、准确地确定待测点位置的最佳方式。它需要一台或多台流动站接收机，以及用于数据传输的电台。RTK定位技术是将基准站的相位观测数据及坐标信息通过数据链方式及时传送给用户，动态用户将收到的数据链连同自采集的相位观测数据进行实时差分处理，从而获得动态用户的实时三维位置。动态用户将实时位置与设计位置相比较，进而指导放样。全站仪放样法GPSRTK放样法精度精度受支站、多次对中等因素影响精度取决基准站的精度，数据误差不累计人员2个工作人员，1人观测，1人持镜1个工作人员（1人1个流动站）日工作量40点60点检核条件检核条件少，有返工现象实时监测，无返工现象内业工作量用计算统计，工作较繁琐放样点位误差直接导出但RTK放样也存在许多缺点：对于城区、密集林区放样，特别是小范围区域放样，RTK技术受到限制，相对来说，全站仪放样比较容易些RTK技术放样，进行坐标系统定义时，需要至少3个控制点的两套坐标，即WGS84坐标和用户坐标，若无WGS84坐标则需现场实测，费时费力

RTK技术受到“卫星信号、数据链和电台的制约”，卫星信号容易收到遮挡、电台的高频直线波不具有绕射的性质，影响RTK的作业距离，随着广域差分增强系统（WAAS）的出现和普及，这个问题有望解决。但是对放样理论还需完善，对其坐标的计算还需编写程序实现

全站仪配合RTK放样基本原理

如图所示,放样点C位于对天通视困难的区域,使用RTK放样精度达不到要求,A、B两点位于宽阔地带,是由RTK实施放样的点位,精度可以达到要求。然而对于C点,卫星信号严重失锁,无法进行RTK放样,所以此时全站仪测量的精度高和稳定性好的优点就得以展示。运用全站仪极坐标法放样点C可先用RTK放样的A、B点作为已知测量控制点,将全站仪安置在A点,后视B点定向,通过移动棱镜的位置来放样C点。全站仪配合RTK放样数据处理

对天通视困难地区进行全站仪配合RTK放样,与传统全站仪放样不同之处在于定向点A、B不是已知的控制点,而是经RTK放样的点,本身存在误差不可以忽略不计,此时C点的坐标不仅仅和全站仪本身的放样精度有关,而且和定向点A、B的误差有很大的关系。在利用全站仪配合RTK放样时,首先要保证RTK的放样精度,这样才能使得全站仪配合RTK放样的方法满足精度要求

实例思路：利用已知控制点进行实验。D1、D2是已知控制点,将其作为基准点经RTK放样点A、B,由A、B作为已知点放样其它点实例结论：RTK与全站仪配合放样完全可以满足工程放样的精度要求。全站仪测定的E、F、G、H四点点位坐标与设计坐标的差值最大0.012,RTK直接放样点A、B设计坐标与实测坐标之间的差值为0.008全站仪配合RTK放样方法总结

全站仪配合RTK放样是工程施工放样界的热门课题。本文结合全站仪联合RTK作业模式，即用RTK施测较为宽阔地带的放样点,而在RTK失锁较严重和放样精度效果不理想区,用全站仪施测放样点优点可节省大量的人力和物力用RTK采集数据时相邻点位误差相互独立点位精度分布较均匀缺陷作为已知点本身的误差对全站仪配合RTK放样的点位误差影响很大,不能像传统放样一样忽略不计受全站仪及GPSRTK仪器本身的限制，高程的放样精度不会大幅度提高

致谢

首先，由衷感谢我尊敬的老师--成枢教授。从基础课学习、奋斗考研阶段一直到毕业论文完成，成老师都给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向成老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意！其次，要感谢曾给过我关怀和指导的专业课老师，是他们的关心和爱护，使我