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rtk实习报告

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:实习目的

正确认识和理解RTK定位技术,学会并掌握RTK在工程上的放样过程。

RTK定位技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在 RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站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。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态。RTK技

术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。

RTK系统正常工作要具备以下三个条件:第一,基准站和移动站同时接收到

5颗以上GPS卫星信号;第二,基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号;第三,基准站和移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出

的差分信号。即移动站迁站过程中不能关机,不能失锁。否则RTK须重新初始化。二:实习组织及时间安排

2013年2月25日至2013年3月15日

三:实习任务

1、了解和掌握RTK的基本原理和作业模式。

2、利用RTK进行点的放样。

3、了解RTK的优点和局限性。

四:实习的主要内容

1、测区概况:华北科技学院。学院地处河北省三河市燕郊国家高新技术产业开发区,毗邻北京,位于北京东部。距天安门35公里,距首都机场[25公里。属典型暖温带大陆性气候,年平均气温11.1 ,历史极端气温分别为40.2 C和 -25.8 C,总降雨量为905.1mm]年蒸发量1681.9 mm]历史平均降水

量为

617.4mm相对温度平均为58%全年日照时数平均为2870小时,历年平均无霜期183天,最大冻土深度77cm最大降雪厚度26cm。辖区一年季分明,风调雨顺,气候温和宜人,风沙量小,自然破坏力极低。

2、R TK的作业过程

1)启动基准站。将基准站架设在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上,正确连接好各仪器电缆,打开各仪器。将基准站设置为动态测量模式。

2)建立新工程,定义坐标系统新建一个工程,即新建一个文件夹,并在这个文

件夹里设置好测量参数[如椭球参数、投影参数等]。这个文件夹中包括许多小文件,它们分别是测量的成果文件和各种参数设置文件,如*.dat、*cot、*rtk、 *.ini 等。

3)点校正CPS测量的为 WCS-84系坐标,而我们通常需要的是在流动站上实

时显示国家坐标系或地力独立坐标系下的坐标,这需要进行坐标系之间的转换,即点校正。点校正可以通过两种方式进行。A、在已知转换参数的情况下。如

果有当地坐标系统与 WCS84坐标系统的转换七参数,则可以在测量控制器中直接输入,建立坐标转换关系。如果上作是在国家大地坐标系统下进行,而且

知道椭球参数和投影方式以及基准点坐标,则可以直接定义坐标系统,建议在测量中最好加入1-2个点校正,避免投影变形过大,提高数据可靠性。

RTK

B、在不知道转换参数的情况下。如果在局域坐标系统中工作或任何坐标系统

进行测量和放样工作,可以直接采用点校正方式建立坐标转换方式,平面至少3个点,如果进行高程拟合则至少要有4个水准点参与点校正。

4)流动站开始测量

A、单点测量:在主菜单上选择测量”图标打开,测量方式选择“RTK再选择测

量点”选项,即可进行单点测量。注意要在固定解”状态下,才开始测量。单点测量观测时间的长短与跟踪的卫星数量、卫星图形精度、观测精度要求等有关。

当存储”功能键出现时,若满足要求则按存储”键保存观测值,否则按取消” 放弃观测。

B、放样测量:在进行放样之前,根据需要键入”放样的点、直线、曲线、

DTM道路等各项放样数据。当初始化完成后,在主菜单上选择测量”图标打开,测量方式选择“RT K”选择放样”选项,即可进行放样测量作业。在作业

时,在手薄控制器上显示箭头及目前位置到放样点的方位和水平距离,观测值只需根据箭头的指示放样。当流动站距离放样点就距离小于设定值时,手薄上显示同心圆和十字丝分别表示放样点位置和天线中心位置。当流动站天线整平后,十字丝与同心圆圆心重合时,这时可以按测量”键对该放样点进行实测,并保存观测值。

3、利用RTK进行点放样

1)测前准备:获取2~3个控制点的坐标(如果没有已知数据可用静态 GPS先进行控制测量),解算或用相关软件求出放样点的坐标,检查仪器是否能正常使用。

2)站的架设:将基准站架设在较空旷的地方(附近无高大建筑物或高压电线等)

架设完后安装电台,连接好仪器后开启基准站主机,打开电台并设置频率。

3)建立新工程:开启移动站主机,待卫星信号稳定并达到5颗以上卫星时,

先连接蓝牙,连接成功后设置相关参数:工程名称、椭球系名称、投影参数

设置、参数设置(未启用可以不填写),最后确定,工程新建完毕。

4)输入放样点:打开坐标库,在此我们可以输入编辑放样点,也可以事先编辑好放样点文件,点击打开放样点文件,软件会提示我们是对坐标库进行覆盖或是追加。

5)测量校正:测量校正有两种方法:控制点坐标求校正参数和利用点校正。

第一中方法,利用控制点坐标库(即计算校正参数的一个工具)的做法大致是这样的:假设我们利用A,B这两个已知点来求校正参数,那么我们必须记录下A,B

这两个点的原始坐标(即移动站在Fixed的状态下记录的这两个点的坐标),先在控制点坐标库中输入A点的已知坐标之后软件会提示你输入 A点的原始坐标,然后再输入B 点的已知坐标和B点的原始坐标,这样就计算出了校正参数。第

二种方法,利用校正向导校正,此方法又分为基准站在已知点校正和基准站在

未知点的校正。

我们这里只说明一下基准站架设在未知点的校正方法。A、利用一点进行校正:步骤依次为工具--校正向导--基准站架设在未知点--输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--校正。B、利用两点校正:步骤依次为工具--校正向导--基准站架设在未知点-输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--下一步--将移动站移到下一个已知点--输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--校正。C、利用三点校正:与利用两点校正相同,只是多增加了一个已知点,多重复了一遍。

6)放样点:选择测量--点放样,进入放样屏幕,点击打开按钮目,打开坐标

管理库,在这里可以打开事先编辑好的放样文件,选择放样点,也可以点击

“增力『输入放样点坐标。

4、RTK的技术特点

2)定位精度高:只要满足RTK 的基木工作条件,在一定的作业半径范围内 (一般 为|4km )RTK 的平而精度和高程精度都能达到厘米级, 量不要求基准站、移动站间光学通视 ,只要求满足 统测量相比,RTK 测量受通视条件、能见度、气候、 较小,在传统测量看来难于开展作业的地区,只要满足 也能进行快速的高精度定位,使测量工作变得史容易史 轻松。

4) RTK M 量自动化、集成化程度高,数据处理能力强: RTK 可进行多种测量 内、 外业工作。移动站利用软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘 功 能,减少了辅助测量工作和人为误差,保证了作业精度。

5) 操作简单、易于使用:现在的仪器一般都提供中文菜单,只要在设站时 进 行简单的设置,就可方便地获得二维坐标。数据输入、存储、处理、转换和输

出能力强,能方便地与计算机、其他测量仪器通信。

5、RTK 的局限性和精度保障

RTK 也有其局限性,会影响到执行上述测量任务的能力。了解其局限性可 确保RTK 测量成功。最主要的局限性其实不在于| |RTK 本身,而是源于整个 GPS 系统。如前所述,依靠的是接收两万多公里高空的卫星发射来的无线电信 号。GPS 相对而言,这些信号频率高、信号弱,不易穿透可能阻挡卫星和 GPS 接收机之间 视线的障碍物。事实上,存在于GPS 接收机和卫星之间路径上 的任何物体都会对系统的操作产生不良影响。有些物体如房屋,会完全屏蔽卫 星信号。因此,GPS 不能在室内使用。同样原因,GPS 也不能在隧道内或水下使 用。有些物体如树木 会部分阻挡、反射或折射信号。GPS 言号的接收在树林茂 密的地区会很差。树林 中有时会有足够的信号来计算概略位置, 但信号清晰

度难以达到厘米水平的精确定位。因此,RTK 在林区作业有一定的局限性。这 并不是说,GPS RTK 只适用于四周对空开阔的地区。RTK M 量在部分障碍的地 区也可以是有效而精确的。其奥 秘是能观测到足够的卫星来精确可靠地实现 定位。在任何时间、任何地区,都可能会有 7至山10颗GPS 卫星可用于RTK

测量。RTK 系统的工作并不需要这么多颗 卫星。如果天空中有5颗适当分布 的卫星,就可作精确可靠的定位。有部分障碍的地点只要可以观测到至少|]5颗 卫星,就有可能做RTK M 量。在树林或大楼四周作测量时,只要该地留有足够 的开放空间,使 RTK 系统可观测到至少5颗卫星,[]R TK 测量就有成功的条件。 在论述RTK 技术的原理时,我们知道,RTK 测量的关键是确定整周未知数, 能 否连续地、可靠地接收基准站播发的信号,是H RTK 能否成功的决定因素。在实 际应用中,来自各方面的干扰,降低了 RTK 的可靠性和精度。

研究表明,为了保证地物点的测量精度,我们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° (如可以选在最高建筑物的顶楼)。

2、 点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、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。

五、实习收获和体会

鉴于这次的实习,对RTK 实时动态定位技术有了一定的了解。实习过程中 有各种困3)全天候作业:RTK 测 “电磁波通视”,因此和传 季节等因素的影响和限制 RTK 的基木工作条件,它

难。对仪器操作的不熟悉,对3.0工程之星的运用操作。所遇到的各种问题能及时向别人请教才能顺利完成此次实习。RTK技术是GPS^术发展到目前阶段的最新技术,由十它有着精度高、速度快、不需要通视等优点,己经迅速进入测量中的众多领域。应用 RTK进行地籍测量,有着其它方法不可比拟的优势。在城镇地籍测量中,抛开对RTK测量的干扰因素,RTK测量的速度将比全站仪的方法要快许多。研究证明,对于大范围的地籍测量,GPS 方法比常规方法更廉价和可行,生产效率将成倍提高。与采取全站仪相比,采用RTK技术在地籍界址点测量中也具有非常突出的优势:1采点速度快, 由于RTK无须通视不受光学通视的限制,减少做控制和换站的工作量,所以采点速度快。2实现单人操作,节省劳动力。在保证基准站安全的前提下,每台流动站只需要

一人。但是,RTK寸与紧靠墙壁或建筑物的界址点,移动站是无法完全立于界址点上的,这样就会存在对中误差,影响测量精度。对于这样的界址点往往需要使用其他测量手段。应用RTK技术,使得工程放样

和地籍测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合。随着数据传输能力的增强,数据的稳健性,抗干扰性水平和软件水平的提高,传输距离的增

加,RTK技术将在和工程放样和地籍测量及其他领域得到更广阔的应用。

GPS RTK技术己经在测量和工程界产生了重大变革,带来了空前的高效率。随着RTK

价格的降低,它将会被测量部门所普及,随着 RTK的广泛使用,它将使GPS的应用领域获得极大地扩展,从根本上提高测量的质量和作业效率。但是,对于RTK的不足之处还有待于改进。对于双星|RTK和单星RTK的定位比较是一个很有突破的实践研究课题,希望能有时间和仪器设备的前提下再一次挑战自己,仔实习成产实践中能学到更多更有利于自己的知识。

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