【正文】 1 GPS RTK 在工程測量中的應(yīng)用研究 2 目 錄 摘 要 .......................................................... 4 第 1 章 緒 論 .................................................... 5 GPS 發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................. 5 課題研究的目的和意義 ...................................... 6 課題研究的主要內(nèi)容 ........................................ 6 第 2 章 全球定位系統(tǒng) GPS 技術(shù)和 RTK 技術(shù) ........................... 6 GPS 系統(tǒng)的組成 ............................................ 6 GPS 的特點(diǎn) ................................................ 8 RTK 系統(tǒng)的組成 ............................................ 9 RTK 技術(shù)的應(yīng)用 ........................................... 9 GPS RTK 技術(shù)的特點(diǎn) ....................................... 11 第 3 章 GPS RTK 測量作業(yè)方式 .................................... 11 GPS RTK 系統(tǒng)的工作原理 ................................... 12 GPS RTK 的基本配置 ....................................... 12 GPS RTK 作業(yè)要求 ......................................... 12 GPS RTK 作業(yè)模式 ......................................... 13 GPS RTK 儀器狀態(tài)設(shè)置 ..................................... 13 坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法 ....................................... 14 GPS RTK 測量的幾種作業(yè)方式 ............................... 15 不同起算條件下的 GPS RTK 作業(yè)方式 ...................... 15 不同坐標(biāo)系統(tǒng)下的 GPS RTK 作業(yè)方式 ...................... 16 GPS RTK 測量作業(yè)方式的選擇 ............................... 17 提高 GPS RTK 精度的方法與措施 ............................. 17 第 4 章 GPS 在工程測量中的應(yīng)用 .................................. 17 概述 ..................................................... 17 GPS 測量的布網(wǎng)特色與布網(wǎng)方法 ............................. 18 GPS 測量的布網(wǎng)特色 .................................... 18 GPS 在工程測量中的應(yīng)用 ................................... 19 3 GPS 在工程測量中的應(yīng)用實(shí)例 ............................... 20 測區(qū)基本概況 .......................................... 20 技術(shù)指標(biāo) .............................................. 20 平面控制網(wǎng)的布設(shè) ...................................... 21 選點(diǎn)埋石 .............................................. 21 外業(yè)觀測 .............................................. 21 GPS 數(shù)據(jù)處理 .......................................... 22 第 5 章 結(jié)論 .................................................... 23 幾點(diǎn)體會(huì) ................................................. 23 參考文獻(xiàn) ....................................................... 25 4 摘 要 GPS（ Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)是美國研制并在 1994年投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。其應(yīng)用技術(shù)已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。它是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位功能，而且具有良好的抗干擾性和保密性。因此， GPS RTK技術(shù)率先在大地測量、工程測量、航空攝影測量、海洋測量、城 市測量等測繪領(lǐng)域得到了應(yīng)用。本文將介紹 GPS在工程控制測量中的應(yīng)用，并提出幾點(diǎn)體會(huì)。 關(guān)鍵詞 ： GPS； GPS RTK； 工程測量 ； 工程控制測量中的應(yīng)用 5 第 1章 緒 論 GPS發(fā)展現(xiàn)狀 全球定位系統(tǒng) GPS 是英文 Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System 的字頭縮寫詞 NAVSTAR/GPS 的簡稱。它的含義是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時(shí)和測距。是目前最先進(jìn)、應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。是美 國從20 世紀(jì) 70 年代開始研制，歷時(shí) 20 年，耗資 200 億美元，于 1994 年全面建成，具有在陸、海、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 GPS 是一種全新的空間無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，它不僅具有全球性、全天候和連續(xù)的精密三維定位能力，而且能實(shí)時(shí)地對(duì)運(yùn)動(dòng)載體的速度、姿態(tài)進(jìn)行測定以及精確授時(shí)。 GPS 是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，已成為導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)代化的里程碑。 早在 1990 年的海灣戰(zhàn)爭中，盡管 GPS 系統(tǒng)尚未全部建成，但它從根本上解決了空中、陸地、和海上運(yùn)載體的定位和導(dǎo)航問題，為美軍及其盟軍部隊(duì)預(yù)測打擊敵 人，正確引導(dǎo)部隊(duì)迅速穿越沙漠，占領(lǐng)預(yù)定目標(biāo)以及效率極高地提供后勤救援發(fā)揮了前所未有的重要作用。 現(xiàn)在， 美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家在國內(nèi)建立了大量 GPS 綜合應(yīng)用網(wǎng)絡(luò) ,如美國的連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) (CORS) 、美國 CUE ,ACCQPOIN T 公司的廣域定位導(dǎo)航服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、加拿大的主動(dòng)控制網(wǎng)系統(tǒng) (CACS) 、德國的衛(wèi)星定位與導(dǎo)航服務(wù)計(jì)劃 (SA2POS) 、日本的 GPS 連續(xù)應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng) (COSMOS)等。 隨著我國信息化程度的提高及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字城市、數(shù)字省區(qū)和 數(shù)字地球的工程化和現(xiàn)實(shí)化，需要采集多種實(shí)時(shí)地理空間數(shù)據(jù)，幾年來，國內(nèi)不同行業(yè)已經(jīng)陸續(xù)建立了一些專業(yè)性的衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，其中著名的有中國地震局牽頭建設(shè)的中國地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，交通部建設(shè)的沿海差分站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，信息產(chǎn)業(yè)部建立的電離層監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，國家測繪局建立的連續(xù)運(yùn)行參考框架網(wǎng)絡(luò)，部隊(duì)建設(shè)的連續(xù)跟蹤站網(wǎng)絡(luò)等。目前，為滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)信息化的需要，一大批城市、省區(qū)和行業(yè)正在籌劃建立類似的連續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，特別是具有多種功能的綜合服務(wù)系統(tǒng)，如深圳、北京、上海、四川、昆明、香港、天津等城市。我國 GPS 綜合服務(wù)系統(tǒng) 的建設(shè)現(xiàn)已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。 在測繪、軍事國防、智能交通、郵電通信、地礦、煤礦、石油、建筑以及農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、環(huán)境監(jiān)測、金融、公安等部門和行業(yè) ， 在航空航天、測時(shí)授時(shí)、物理探礦、姿態(tài)測定等領(lǐng)域 ,我國做了大量的 GPS 研究工作。在靜態(tài)定位 6 和動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用技術(shù)及定位誤差方面作了深入的研究 ， 研制開發(fā)了 GPS 靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)高精度定位軟件以及精密定軌軟件。隨著我國現(xiàn)代化的進(jìn)程速度越來越快 ,對(duì) GPS 的需求也越來越多 ， GPS 也會(huì)發(fā)掘出巨大的功能潛力 ， 使 GPS 具有更大、更廣闊的發(fā)展空間。 課題研究的目的和意義 GPS RTK技術(shù)作為測繪領(lǐng)域內(nèi)的高科技技術(shù)，已經(jīng)為測繪提供了有力的測量定位手段，特別是 GPS RTK測量技術(shù)的發(fā)展和推廣，使得 GPS測量技術(shù)真正開始走上了取代全站儀進(jìn)行各種地面測量和數(shù)據(jù)采集工作的新階段，擴(kuò)大了 GPS測量的應(yīng)用領(lǐng)域。課題的目的探討了 GPS技術(shù)和 GPS RTK技術(shù)的組成、應(yīng)用及特點(diǎn)。 作為新技術(shù) GPS RTK，課題就其在工程測量應(yīng)用方面的可行性將做出探究、證實(shí)。 課題研究的主要內(nèi)容 載波相位差分技術(shù)即 RTK技術(shù)，它是建立在全球定位系統(tǒng) (GPS)基礎(chǔ)之上的實(shí)時(shí)動(dòng)念定位技術(shù)，常規(guī)的 GPS測 量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測量、都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而 RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測量方法，是 GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為各種控制測量、地形測圖、工程放樣及海洋、地籍測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。課題將在工程測量方面，結(jié)合實(shí)踐做出一番探究。 第 2 章 全球定位系統(tǒng) GPS 技術(shù)和 RTK 技術(shù) GPS系統(tǒng)的組成 GPS(Global Positioning System)是美國研制的導(dǎo)航、授時(shí)和定位系統(tǒng)。它由三部分構(gòu)成：一是地面控制部分，由主控站（負(fù)責(zé) 管理、協(xié)調(diào)整個(gè)地面控制系統(tǒng)的工作）、地面天線（在主控站的控制下向衛(wèi)星注入導(dǎo)航電文）、監(jiān)測站（數(shù)據(jù)自動(dòng)收集中心）和通訊輔助系統(tǒng)（數(shù)據(jù)傳輸）組成；二是空間部分，由 24 顆衛(wèi)星組成，分布在 6 個(gè)軌道平面上；三是用戶裝置部分，主要由 GPS 接受機(jī)和衛(wèi)星