【正文】 GPSRTK 在工程測量中的應用 測繪工程 11340226 陳吉靜 指導老師 楊鵬源 職稱 教授 摘 要 GPS是一種全新的空基無線電導航定位系統(tǒng)，它不僅能實現(xiàn)全天候、全天時和全球性的連續(xù)三維空間定位，而且還能對運動載體的速度、姿態(tài)進行實時測定以及精確授時。它的出現(xiàn)是 在很大程度和意義上都是現(xiàn)代科技的創(chuàng)新和改革，它的出現(xiàn)對測繪事業(yè)起到了革命性的作用，推動了整個測繪的發(fā)展。特別是在 RTK 技術(shù)的發(fā)展過程中，這項技術(shù)極大地拓展了GPS 的使用空間，使 GPS 從只能做控制測量的局面中擺脫出來，開始 廣泛 應用于工程測量 ，產(chǎn)生了極其深刻的影響。當然，現(xiàn)在許多測繪過程當中，都已經(jīng)將 GPS和 RTK結(jié)合起來，形成了 GPSRTK模式。隨著工程測量行業(yè)的不斷發(fā)展和進步， GPSRTK在工程測量中 廣泛應用，給測量工作人員帶來了許多的方便，也為測量事業(yè)的發(fā)展提供了平臺。 GPSRTK不只是對工程測量 發(fā) 揮了很大作用，還為其他常規(guī)測量帶來了創(chuàng)新的思路 。 關(guān)鍵詞 ： GPSRTK 、定位、工程測量、控制測量 Abstract GPS is a new space based radio positioning and navigation system, it can not only realize the allweather, allday and global continuous threedimensional localization and also the speed of the vehicle motion, attitude of realtime measuring and accurate timing. It is in great extent and significance are of modern science and technology innovation and reform, it appears to the cause of Surveying and mapping to the revolutionary role, promote the mapping of the entire development. Especially in the development process of RTK technology, the technology greatly expand the space of GPS application, GPS measurement and control of the situation from the only free, has been widely used in the engineering survey, produced profound effect. Of course, now many surveying and mapping process, both the GPS and RTK together, forming a pattern of GPSRTK. With the continuous development and progress of industry engineering survey, GPSRTK in engineering measurement times is widely used, to measure the work personnel brought many convenient, but also provides a platform for the development of the cause of measurement. GPSRTK is not only the engineering measure played a big role, but also brought innovative ideas for other routine measurement. Keywords: GPSRTK, positioning, engineering measurement, measurement and control 第一章 緒論 全球定位系統(tǒng)（ global positioning system ，簡稱 GPS） 是 20世紀 70年代由美國國防部研制的新一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可向人類提供高精度的導航、定位和授時服務。該 技術(shù)的出現(xiàn)，是 20世紀后人類在空間信息技術(shù)探索中的一次革命。 隨著 GPS 定位技術(shù)不斷走向成熟，其應用的領(lǐng)域也在廣度和深度上得到發(fā)展和擴大。該技術(shù)以 取代常規(guī)大地測量和工程測量，發(fā)展?jié)B入到了 軍事部門、 精密工程測量、地籍測量、地形測量、航空攝影測量、 防災減災、 地質(zhì)調(diào)查、 交通管理、地理信息系統(tǒng)、海洋測繪、氣象預報、變形監(jiān)測和地球科學等領(lǐng)域。尤其是差分 GPS(DGPS)和相位差分 GPS(RTK)技術(shù)的應用，實現(xiàn)了高精度實時動態(tài)導航與定位，在瞬間可獲得米級或厘米級精度的測站坐標。 由于 GPS定位技術(shù)具有精度高、速度快、操作簡單等優(yōu)點，因此它已是測繪空間信息采集的重要手段。 毫不夸張得說，GPS的應用幾乎觸及人類社會生活每一領(lǐng)域的每個方面，甚至有人形容它的應用“只受到人們想象力的限制”。可以相信，隨著“ GPS現(xiàn)代化”的逐步實施和完成， GPS必將迅速地向更為寬廣的范圍與更加深刻的層次發(fā)展和普及。 GPS定位技術(shù)發(fā)展概述 GPS 定位技術(shù)的出現(xiàn)不是偶然的，它是學科成果發(fā)展和融合的結(jié)果，包括衛(wèi)星在軌技術(shù)、空間大地測量技術(shù)、無線電數(shù)字通信技術(shù)與導航技術(shù)等。 目前， GPS 作為新一代的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，已在軍事、交通運輸、測繪、高精度時間比對及資源調(diào)查等領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。 GPS 的特點 1. GPS相對于其他導航定位系統(tǒng)的特點 a、 功能多、用途廣 b、 定位精度高 c、 實時定位 2. GPS定位技術(shù)相對 于常規(guī)測量技術(shù)的特點 1） 選點靈活，無需造標，布網(wǎng)成本低， 觀測站之間無需通視 。 GPS測量不需要測站間相互通視，可根據(jù)實際需要確定點位，使得選點工作更加靈活方便。 2） 定位精度高 。 GPSRTK觀測的精度明顯高于一般常規(guī)測量，在小于 50km的基 線上，其相對定位精度可達 1 10?6，在大于 1000km的基線上可達 1 10?8。 3） 觀測時間短 ，作業(yè)效率高。 隨著 GPS測量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，在進行 GPS測量時，靜態(tài)相對定位每站只需 40min左右，動態(tài) 測量相對定位僅需幾秒鐘。 4） 可獲得 三維坐標 。 GPS可以同時精確測定每個測站點的三維坐標，其觀測精度完全可以滿足四等水準測量的精度要求。 5） 觀測、處理自動化。 目前， GPS接收機自動化技術(shù)越來越高，操作更加簡單靈活，測量人員只需要對中、整平、量取天線高和開機設定參數(shù)，接收機會自動進行觀測和記錄。 6） 可 全天候作業(yè) 。 GPS觀測衛(wèi)星數(shù)目眾多并且分布均勻，可保證在任何時間、任何地點進行連續(xù)觀測，一般情況下，不論白天還 是黑夜都能不影響觀測。 GPS 系統(tǒng)的組成 GPS由 GPS衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）和 GPS信號接收機（用戶設備部分）三部分組成，如下圖 所示。 圖 11 全球定位系統(tǒng)組成 GPS 的應用 GPS最初的主要目的是用于導航、收集情報等。但后來的應用開發(fā)表明 ， GPS不僅可以 實現(xiàn)上述目的，而且利用 GPS衛(wèi)星信號能夠進行毫米級精度的靜態(tài)相對定位，厘米級精度的動態(tài)相對定位，厘米級精度的速度測量及毫微秒級精度的時間測量。 利用 GPS可以進行海、陸、空導航，導彈制導，大地測量和精密工程測量，時間傳遞和速度測量等。 在日常生活方面是一個難以用數(shù)字預測的廣闊應用領(lǐng)域，手表式的 GPS 接收機 ，將成為旅游者的忠實導游。 GPS已像移動電話、傳真機、互聯(lián)網(wǎng)等對我們生活的影響一樣，人們的是將離不開它。 CORS 的發(fā)展與應用 CORS的定義 CORS是網(wǎng)絡與 GNSS定位技術(shù)及現(xiàn)代大地測量、地球動力學交叉融合的產(chǎn)物，它利用 GNSS、計算機網(wǎng)絡、通信等技術(shù)組成網(wǎng)絡；是一種提供移動定位、動態(tài)連續(xù)的空間參考框架和地球動力學參數(shù)等服務的信息系統(tǒng)；是動態(tài)地、連續(xù)地、快速地、高精度地獲取空間數(shù)據(jù)和地理特征的現(xiàn)代信息基礎(chǔ)設施。 CORS的特點 1)網(wǎng)絡化、 2）精度高、 3）快速定位服務、 4）可靠性高、 5)自動化和智能化、 6）基準統(tǒng)一、 7)多元化服務。 CORS建設的目的和意義 1. CORS建設的目的 1） 提高測繪科技水平 利用 CORS 提供的實時和事后定位服務，用戶能實現(xiàn)快速、高精度、空間三維定位測量；大大提高了外業(yè)工作效率，減輕測量員的工作強度； 改變了不同的測量模式，提高了測繪科技水平。 2） 統(tǒng)一測量基準 CORS 數(shù)據(jù)中心的建成，完全可以為處理用戶提供事后和實時的基準傳遞服務，可以實現(xiàn)某區(qū)域范圍內(nèi)測繪成果的基準統(tǒng)一。 3） 避免測量標準重復建設 對常規(guī)測量標志的保護與修復而言， CORS建設成后其維護費用要低得多，能夠節(jié)省大量的 基礎(chǔ)測繪經(jīng)費，具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益。 4） 提供多元化信息服務 CORS 可以滿足各類不同行業(yè)、不同用戶對精密定位、快速和實時定位、測速、測方位、測量位移及測量氣象參數(shù)的要求。 5） 推進城市形象化建設 CORS可以為建設城市提供三維地心坐標，推進城市形象化建設。 6） 促進 GPS應用的研究 連續(xù)運行衛(wèi)星定位綜合服務系統(tǒng)源于 GPS衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展。當然， CORS的建設同樣反饋 GPS的應用與研究。 1） CORS建設是城鄉(xiāng)與社會空間的活動精細化管理必行之路； 2） CORS建設是城鄉(xiāng)與社會動態(tài)測繪參考基準建設發(fā)展的必然趨勢； 3） CORS建設是城鄉(xiāng)與社會環(huán)境、災害、安全監(jiān)測的必要 手段； 4） 規(guī)?；?、集約化利用 GPS技術(shù)的必定結(jié)果。 CORS的基本結(jié)構(gòu)與基本原理 1. CORS的基本結(jié)構(gòu) CORS 由數(shù)據(jù)中心、參考站子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)、用戶應用子系統(tǒng)組成。其中，數(shù)據(jù)中心又由用戶管理中心和系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心組成。 2. CORS的基本原理 CORS 基本工作原理是利用 GPS 導航定位技術(shù)，在一個城市、一個地區(qū)或一個國家，根據(jù)需求按一定距離建立長年連續(xù)運行的一個或若干個固定 GPS參考站，利用計算機、數(shù)據(jù)通 信和互聯(lián)網(wǎng)絡（ LAN/WAN）技術(shù)將各個參考站與數(shù)據(jù)中心組成網(wǎng)絡，由數(shù)據(jù)中心從參考站采集數(shù)據(jù)，利用參考站 網(wǎng)絡軟件進行處理，然后向各種用戶自動的發(fā)布不同類型的 GPS原始數(shù)據(jù)、各種類型 RTK改正數(shù)據(jù)等。用戶只需一臺 GPS接收機，進行野外作業(yè)時，即可進行毫米級、厘米級、分米級、米級的，準實時、實時的，快速定位、事后定位或?qū)Ш蕉ㄎ弧? 這次主要用的是蘭州理工大學校本部 CORS基準站。 第二 章 測區(qū)概況及控制網(wǎng) （平面控制、高程控制） 布設 測區(qū)概況 蘭州理工大學西校區(qū)位于蘭州市七里河區(qū)彭家坪 。 距離蘭州理工大學校本部大概 6公里左右，本次 測量主要利用 GPSRTK連接其 CORS基準站。西校區(qū) 校園內(nèi)風景秀麗，有美麗