浅谈GPS-RTK技术在图根测量中的应用
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浅谈GPS RTK在工程测量中的应用摘要:gps-rtk 技术已为测量界普遍地接受,并得到越来越广泛的应用。
虽然还有其不足之处,如受卫星状况限制、天空环境影响、数据链传输受干扰和限制、初始化能力和所需时间问题等,但由于其只要满足工作条件,rtk 具有高精度、速度快的特点,在工程测量中应用越来越广泛。
本文介绍了gps 构成和gps rtk 工作原理,探讨了gps-rtk 技术在工程测量中的相关应用。
关键词:gps rtk工程测量工作原理应用中图分类号:k826.16 文献标识码:a 文章编号:随着社会和经济建设的快速发展,基础建设与工程建设迎来前所未有的发展机遇,以gps为基础的rtk 技术也迅速发展起来,并在工程测量领域发挥着重大作用。
rtk 技术是大地测量、空间技术、卫星技术、无线电通讯与计算机技术的综合集成,又称载波相位差分技术,是实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法。
差分gps 有两种形式:一种是rtk 技术;另一种是rtd 技术。
rtk 技术的全称是实时动态载波相位差分技术,即real time kinematic technique。
rtd 技术的全称是实时伪距差分(或叫平滑伪距差分) 技术。
当前rtd 技术的定位精度较低,尚不能满足工程测量的精度要求,而rtk技术的定位精度已能达到厘米级,完全可以满足一般工程测量的精度要求。
一、gps 简介1、gps 构成gps 主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。
1) gps 空间卫星星座由21 颗工作卫星和3 颗在轨备用卫星组成。
24 颗卫星均匀分布在6 个轨道平面内, 轨道平面的倾角为55°, 卫星的平均高度为20 200 km, 运行周期为11 h 58 min。
卫星用l 波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号, 导航定位信号中含有卫星的位置信息, 使卫星成为一个动态的已知点。
在地球的任何地点、任何时刻, 在高度角15°以上, 平均可同时观测到6 颗卫星, 最多可达到9 颗。
GPS-RTK技术的原理及其在工程测量中的应用GPS-RTK技术是一种高精度的全球定位系统技术,通过在全球分布的卫星系统和地面测量设备之间进行通信,实现对地球表面三维坐标系统的精确定位。
该技术的原理是利用卫星发射的信号来测量接收器与卫星之间的距离,进而计算出用户的准确位置。
具体来说,GPS-RTK技术是基于三角测量原理,通过将接收器接收到的卫星信号转化为实际距离,然后利用多个卫星的距离数据进行三角定位,从而得出用户的位置坐标。
GPS-RTK技术在工程测量中有着广泛的应用。
其主要优点是高精度、高效率和精度持久性。
对于建筑和土木工程、道路和铁路建设等行业的测量需求来说,精准的测量数据非常重要,可以提高施工建设的质量和效率。
例如,GPS-RTK技术可以用于实地勘察、进行测量建筑设施、标记定位以及水文测量等工程领域。
通过该技术得到的测量数据可以直接导入建筑设计软件,为工程师提供更为可靠和精准的三维模型,以便于他们在设计和实施方案时做更为精准的判断。
总而言之,GPS-RTK技术是一种高精度、高效率和精度持久的全球定位技术,在工程测量领域中有着广泛应用。
随着技术的不断发展和应用提升,该技术将在未来的工程测量领域发挥更多的作用。
抱歉,由于缺乏背景和具体数据,我无法为您提供准确的分析。
请提供更为具体的数据和场景,以便我能够进行更加精确的分析。
在建筑和土木工程领域,GPS-RTK技术被广泛应用于实现高精度的测量。
下面以某铁路建设项目为例,分析GPS-RTK技术的应用和优势。
该项目是新建的高速铁路线路,需要进行完整的勘测、设计和施工。
在测量阶段,GPS-RTK技术被用于提供地理参考框架和针对新建线路的高精度三维坐标。
这样的测量需要高度精确的参考框架支持。
通过GPS-RTK技术和基站,在测量前和测量期间始终维护精确的3D参考框架,确保每个施工组件的位置符合设计要求。
同时GPS-RTK技术可以通过采集能够用于设计验证的大量数据,确保相同或相关组件之间的一致性和准确性。
工程测量中RTK技术应用与比较阐述一、前言随着我国国民经济的快速增长,工程建设迎来前所末有的发展机遇,这就对勘测设计提出了更高的要求。
目前工程设计中,建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链,实现“内外业一体化”的要求,是工程勘测设计技术发展的趋势。
随着电子经纬仪、测距仪、全站仪等仪器的不断发展与完善,测量技术不断提高。
但还受通视及作业条件限制,作业强度还较大,效率较低。
实时动态定位(RTK)技术以其快速、高效、灵活、误差不积累等特点将在测量中被广泛的应用。
二、RTK技术简介实时动态定位技术(Real Time Kinematic 简称RTK)是GPS测量技术与数据传输技术相结合的系统,又称载波相位差分技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。
载波相位差分方法有改正法及差分法。
改正法是将基准站所计算的载波相位改正数发给流动站,改正流动站所测的载波相位并结算出该点的坐标。
差分法则是将基准站所测量的观测数据实时的发送给流动站GPS接收机,流动站快速结算出所接受各颗卫星的整周模糊度,通过计算获取点位坐标。
实时动态定位技术由基准站和流动站组成,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台GPS接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,计算机根据相对定位的原理实时计算出流动站的三维坐标。
随着科技的不断进步,RTK测量技术与当代通讯技术的结合,逐步能够利用网络传输数据,成为网络RTK,网络RTK的发展使得RTK技术进入了一个新的阶段,使用该系统用户只需购置一台GPS接收机即可完成作业。
三、RTK技术在测量中的应用RTK技术在控制测量、碎步测量、施工放样、水下测量等领域得到广阔应用。
控制测量控制测量是工程建设、管理和维护的基础,控制网的网型和精度要求与工程项目的性质、规模密切相关。
城市控制网具有面积大、精度高、使用频繁等特点。
探讨GPS—RTK技术在工程测量的应用一、GPS RTK实时动态定位技术相关理论GPS RTK指载波相位实时动态差分(Rea-l time Kinematic)定位,它是GPS发展到现在的最新技术,是GPS测量技术发展的一个新突破,在测量工程中有广阔的应用前景。
GPS RTK实时动态定位系统由基准站和流动站组成,建立无线数据通讯是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置1台接收机作为参考站,对卫星进行连续观测。
流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。
这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况,根据待测点的精度指标,确定观测时间,从而减少冗余观测,提高工作效率。
GPS RTK的基准站由主机、GPS 天线、电台、电子手簿、放大器、数据通讯天线等组成,流动站由电子手簿、主机、GPS 天线及数据通讯天线组成。
通过同时接收卫星信息与基准站发送的改正信息,经过解码,自动给出具有厘米级精度(1~2)cm的定位数据。
GPS RTK实时动态定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式。
静态定位模式,要求GPS接收机在每一流动站上,静止地进行观测。
在观测过程中,同时接收基准站和卫星的同步观测数据,实时解算整周未知数和用户站的三维坐标。
如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可以结束实时观测。
一般应用在控制测量中,如控制网加密,若采用常规测量方法(如全站仪测量),受客观因素影响较大,而采用RTK快速静态测量,可起到事半功倍的效果。
单点定位只需要5 -lO min,在测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。
动态定位模式,测量前需要在一控制点上静止观测数分钟(有的仪器只需2~10 s)进行初始化工作,之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时确定采样点的空间位置。
RTK图根测量总结第一篇:RTK图根测量总结RTK图根测量总结一、作业过程架设基站,将基准站接收机与电台相连,开启接收机,设置接收机通道参数。
开启流动站,通过蓝牙将接受天线与手簿相连,通过手簿设置流动站接收机参数,如采样率,天线高,接收机型号,高度量至天线槽口等,使其与基准站的信号通道相同,以便流动站接收机能接受基准站的差分信号。
输入已知点信息,完成点校正,将测量得到的WGS-84坐标系下的数据与已知的北京54坐标下的已知点数据进行转换,并进行点校正。
完成点校正后,新建好项目,检查参数设置正确,将采样率设置为30S,三脚架对中整平,每点观测两次,每次重新初始化。
二、点位分布图三、成果列表及质量统计T01-1,132100, 534100.257, 3379757.025, 27.898 T01-2,132100, 534100.262, 3379757.023, 27.902 T02-1,132100, 534107.359, 3379780.083, 27.975 T02-2,132100, 534107.359, 3379780.083, 27.976 T03-1,132100, 534116.782, 3379815.108, 28.091 T03-2,132100, 534116.788, 3379815.107, 28.108 T04-1,132100, 534120.834, 3379845.948, 28.171 T04-2,132100, 534120.834, 3379845.945, 28.158 T05-1,132100, 534085.722, 3379868.772, 28.602 T05-2,132100, 534085.727, 3379868.767, 28.611 T06-1,132100, 534081.173, 3379848.722, 28.504 T06-2,132100, 534081.172, 3379848.726, 28.513 T07-1,132100, 534087.199, 3379821.861, 28.386 T07-2,132100, 534087.198, 3379821.861, 28.379 T08-1,132100, 534059.151, 3379795.392, 28.274 T08-2,132100, 534059.149, 3379795.399, 28.280 T09-1,132100, 534040.779, 3379767.724, 27.634 T09-2,132100, 534040.777, 3379767.730, 27.651 T10-1,132100, 533998.929, 3379787.471, 28.821 T10-2,132100, 533998.931, 3379787.462, 28.801第二篇:RTK地形测量总结RTK地形测量总结一、作业过程外业测量架设基站,将基准站接收机与电台相连,开启接收机,设置接收机通道参数。
浅谈GPS-RTK技术在图根测量中的应用
【摘要】通过对GPS RTK原理分析以及RTK技术在控制测量、数字测图等
工程中的基本应用,通过TOPCON HiPerPro接受机对动态GPS的特性和使用方
法做了阐述,指出了动态GPS在测量中的重要作用。
【关键词】 RTK技术 流动站 基准站 图跟测量Topcon HiPerPro
(一) 前言
RTK的基本原理
RTK(Real Time Kinematic)技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合
的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术,是GPS测量技术发展里程
中的一个标志,是一种高校的定位技术。它是利用2台以上GPS接收机同时接
收卫星信号,其中一台安置在已知坐标点上作为基准站,另一台用来测定未知点
的坐标——移动站,基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将
这一改正数发给移动站,移动站根据这一改正数来改正其定位结果,从而大大提
高定位精度。RTK技术根据差分方法的不同分为修正法和差分法。修正法是将
基准站的载波相位修正值发送给移动站,改正移动站接收到的载波相位,再解求
坐标;差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站,进行求差解算坐标。
RTK的关键技术主要是初始整周期模糊度的快速解算数据链的优质完成——实
现高波特率数据传输的高可靠性和强抗干扰性。RTK工作原理及模式如下图1.1
所示。
图1-1 RTK工作原理
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)RTK作业的基本方法
以莱州地籍调查项目为例,我公司使用2台Topcon HiPerPro仪器,采用1+1
作业模式进行图根测量。HiPerPro秉承了TOPCON不断创新的优良传统,在世
界上首次实现了真正无线的RTK基准站与流动站。将UHF发射电台嵌入到基准
站接收机中,免却了外置电台和沉重的电瓶。HiPerPro内置电台的工作频带范围
为380-470MHz,发射功率仅为1W,但可以实现5~8km的覆盖范围。其RTK
测量精度为H:10mm+10ppm,V:15mm+1ppm。
(1)测前准备。即求解测区的基准转换参数。由于GPS定位本身获得的是
WGS-84系中的三维坐标,而实际使用的一般为1980西安坐标系坐标,为此必
须首先解算出坐标转换参数,方法是利用测区内的已知高等级控制点的地方坐标
成果及其在WGS-84系中的坐标成果,利用GPS接收机内置的实时处理软件求
解基准转换参数,这一步的关键是已知点必须同时具备WGS-84系和1980西安
坐标系的坐标成果,且已知点数不少于3个。首先在观测手簿里输入控制点的
80坐标,然后在输入与之对应的84坐标,都输入以后进行坐标转换。要注意查
看转换参数,其中“H残差”与“V残差”栏分别表示使用该转换参数进行坐标转换
后在该点上的剩余误差,一般不超过2cm。
(2)设置基准站。一种是基准站设置在已知点上,另一种方案是基准站可
以选择架设在测区中央一定高度且视野开阔的理想点位上。比较而言,更推荐第
二种方法,因为基准站架的越高,电台信号的传输距离越远,信号质量也越好;
视野开阔保证能接收到更多且信号更好的卫星;基准站架在测区中央能更好地覆
盖整个测区,减少基站架设次数。
(3)点校正。这一步是相对于第二种方法来说的,对于基准站架设在任一
点的情况,在设置完基准站后,要到参与坐标转换的任一控制点上采集下坐标,
进行基准站坐标更正。
(4)检验。在开始图根测量之前要先到已知精确坐标的D级或E级点或一
级导线点上采集坐标,并和已知坐标对照,确保误差在允许范围之内。
(5)点测量。在图根点上依次架设流动站采集坐标,一般要求取固定解,
观测历元数15或水平位置精度和垂直位置精度都小于0.01时采集。测量时采用
不同基准站法,即设置两次基准站对同一图根点进行2次独立观测,在坐标差不
超过3 cm的情况下,取其平均值作为点的最终成果。
(三)RTK作业中的几点体会
RTK定位测量作业,目前尚没有国家或行业的技术规程、规范等标准。通
过许多单位的大量实践验证,证明该方法是一种行之有效地图根控制测量方法。
它有其常规测量方法不可比拟的优越性,也有其尚待完善的地方。
(1)工作效率高。RTK技术能够实时地提供测量成果,不需要分级布网,
可以大大减少生产成本,提高测量速度和企业效益。在一般的地形地势下,高质
量的RTK设站一次即可测完4km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设站次数。
(2)定位精度高,测站无需通视,全天候作业。RTK测量不要求基准站、
移动站间光学通视 ,只要求满足“电磁波通视”,因此和传统测量相比,RTK测
量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小,在传统测量看来
难于开展作业的地区,只要满足RTK的基木工作条件,它也能进行快速的高精
度定位,使测量工作变得更容易更轻松。
(3)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,就可方便地获得三维坐标。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。
(4)RTK作业也有其局限性。最主要的局限性其实不在于 RTK 本身,而
是源于整个GPS系统。GPS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。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。GPS信号的接收在树林茂密的地区会很
差。因此,RTK在林区作业有一定的局限性。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,RTK 测量就
有成功的条件。所以,我们在选图跟点时就应注意,点位不要靠近高压线杆,高
大建筑物以及其他各种电磁干扰源,也不应该选在大树底下。
(四)结束语
应用RTK技术,使得地籍测绘的精度、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,它将会被更多的测量部门所接受。
参考文献
[1] 孔祥元,梅是义;控制测量学(上,下);武汉测绘科技大学出版社;1996
年。
[2] 《城市测量规范》;CJJ 8-99;建设部颁布;1999年。
[3] GB 7931-87,1:500,1:1000,1:2000地形图航测摄影测量外业规范[S]。
[4] 刘大杰,施一民等;全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M];同济
大学出版社;1996年。