【正文】 ............................................. 24 大比例尺地形圖測(cè)繪 ............................................................................................. 24 公路選線 ................................................................................................................ 26 RTK 用于路線中線選線 ............................................................................. 26 RTK 用于路線中線選線優(yōu)點(diǎn) ..................................................................... 27 RTK 技術(shù)在道路放樣中應(yīng)用 ................................................................................ 28 線路坐標(biāo)系中中線點(diǎn)位坐標(biāo)計(jì)算 .............................................................. 28 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與高程計(jì)算 .................................................................................. 30 在定測(cè)中應(yīng)用 RTK 技術(shù) ............................................................................ 32 GPS RTK 在公路放樣中應(yīng)有的功能 ....................................................... 33 利用 RTK 進(jìn)行放樣及其精度分析 ............................................................ 35 RTK 技術(shù)展望 ........................................................................................................ 40 本章小結(jié) ................................................................................................................ 41 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 43 致謝 ...................................................................................................................................... 44 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 1 第 1章 緒 論 1957年 10月 4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，標(biāo)志著人類進(jìn)入了空間技術(shù)的新時(shí)代，近 40年來(lái)，由于衛(wèi)星測(cè)量的發(fā)展，特別是 GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的成功建立和應(yīng)用，使測(cè)繪經(jīng)歷了 一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。衛(wèi)星高度 20200km，衛(wèi)星運(yùn)行周期 11h58m， 這樣在地球上任何地點(diǎn)，任何時(shí)間都可接受 4顆衛(wèi)星運(yùn)行定位，從而可以實(shí)現(xiàn)全天候三維導(dǎo)航定位。主要應(yīng)用與工程測(cè)量、地籍測(cè)量、碎部測(cè)量、路線測(cè)量和工程放樣、航空攝影測(cè)量以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精密導(dǎo)航等。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí) 僅需幾 秒鐘。 3S技術(shù)的發(fā)展使測(cè)繪領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是GPSRTK技術(shù)，對(duì)我們?cè)谝巴獠杉瘮?shù)據(jù)帶來(lái)了很大的方便，使測(cè)繪工作更有效率 。用傳統(tǒng)方法測(cè)圖 ， 先要建立控制點(diǎn) ， 然后進(jìn)行碎部測(cè)量 ， 繪制成大比例尺地形圖。這種方法簡(jiǎn)單實(shí)用 ， 比起傳統(tǒng)的極坐標(biāo)法要快得多。當(dāng)前 ， 用 GPS 靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測(cè)量 ， 為勘測(cè)階段測(cè)繪帶狀地形圖 ， 路線平面、縱斷面測(cè)量提供依據(jù)在施工階段為橋梁 ， 隧道建立施工控制網(wǎng) ，這僅僅 GPS 在公路勘測(cè)中應(yīng)用的初級(jí)階段 ， 其實(shí) ， 公路測(cè)量的技術(shù)潛力蘊(yùn)于 RTK技術(shù)的應(yīng)用之中 ， RTK 技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用 ， 有著非常廣闊的前景。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基準(zhǔn)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能。 1995年初只有 16顆 GLONASS衛(wèi)星在軌工作， 1995年進(jìn)行了三次成功發(fā)射，將 9顆衛(wèi)星送入軌道，完成了 24顆工作衛(wèi)星加 1顆備用衛(wèi)星的布局。 2020年歐盟在世界無(wú)線電大會(huì)上獲得了建立 GNSS系統(tǒng)的 L頻段的頻率資源。星座對(duì)地面覆蓋良好。 雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)）： 2020年底，我國(guó)發(fā)射了兩顆 “ 北斗導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星 ” ，加上地面中心站和用戶一起構(gòu)成了雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)）。20m，高程 177。 24顆衛(wèi)星均勻分布在 6個(gè)軌道平面內(nèi)，衛(wèi)星高度為 20200km， 軌道傾角為 55176。 地面監(jiān)控系統(tǒng) GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)測(cè)部分由一個(gè)主控站，三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。 GPS 系統(tǒng)的特點(diǎn) GPS定位技術(shù)的高度自動(dòng)化和所達(dá)到的定位精度為其在測(cè)量工作中的應(yīng)用，展現(xiàn)了廣闊的前景。 測(cè)站間無(wú)需通視 GPS測(cè)量不要求測(cè)站之間互相通視，只需測(cè)站上空開(kāi)闊即可，因此可節(jié)省大量的造標(biāo)費(fèi)用。目前 GPS水準(zhǔn)可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度。 功能多、應(yīng)用廣 GPS系統(tǒng)不僅可用 定位 、導(dǎo)航，還可用 于 測(cè)速、測(cè)時(shí)。解決這一問(wèn)題的主要方法就是延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間來(lái)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性 ，這樣一來(lái)就降低了 GPS測(cè)量的工作效率。 RTK系統(tǒng) 的 基本組成 見(jiàn)圖 圖 GPS RTK系統(tǒng)組成示意 GPS RTK系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程 見(jiàn)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 7 圖 GPS RTK系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程示意 我國(guó) GPS 發(fā)展 GPS在我國(guó)的應(yīng)用十分廣泛，在測(cè)繪、軍事國(guó)防、智能交通、郵電通信、地礦、煤礦、石油、建筑、土地管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)等部門行業(yè)，在航天航空、測(cè)時(shí)授時(shí)、物理探礦、姿態(tài)測(cè)定等領(lǐng)域，我國(guó)做了大量研究工作。同時(shí)，我國(guó)以著手建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（雙星定位系統(tǒng)），能夠生產(chǎn)導(dǎo)航型和測(cè)地型 GPS接受機(jī)。 GPS系統(tǒng)的組成主要包括三大部分： ① 地面監(jiān)控部分； ② 空間衛(wèi)星部分； ③ 用戶接收部分。 GPS RTK技術(shù) 的出現(xiàn) ，其 代著高精度 GPS的最高水平。 RTK 的基本配置 GPS RTK 系統(tǒng)的組成主要包括 ： 2臺(tái) (或多臺(tái) )GPS接收機(jī) ， 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 ， 相關(guān)處理軟件。 (3) 坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。 GPS RTK 測(cè)量作業(yè)方法 GPS RTK 作業(yè)能否順利進(jìn)行，關(guān)鍵的問(wèn)題是無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈的穩(wěn)定性和作用距離是否滿足要求。即新建一個(gè)文件夾，項(xiàng)目文件夾中包括參數(shù)設(shè)置文件和測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，并在這個(gè)文件夾 里設(shè)置好測(cè)量參數(shù) [如橢球參數(shù)、投影參數(shù)等 ] 移動(dòng)站設(shè)置 為了保證移動(dòng)站的測(cè)量精度和可靠性，應(yīng)在整個(gè)測(cè)區(qū)選擇高精度的控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)校對(duì)，選擇的控制點(diǎn)應(yīng)具有代表性，均勻地分布在整個(gè)測(cè)區(qū)。 (3) 作業(yè)組織模式 參考站需配備 12 V 汽車電瓶 1～ 2個(gè) ， 車載對(duì)講機(jī) 1個(gè) ， 作業(yè) 員 1人。進(jìn)行定測(cè)放線等工作時(shí) ， 另外一人負(fù)責(zé)固定樁點(diǎn)位置。 (2) 信號(hào)傳播誤差 包括電離層、對(duì)流層對(duì)信號(hào)的延時(shí)和反射物體的多路徑效應(yīng)。的衛(wèi)星仰角 ， 可減少 GDOP值(GDOP小于 5)， 提高精度。 (6) 提高作業(yè)人員水平，減少操作接收機(jī)時(shí)對(duì)中、整平引起的誤差。 GPS RTK 測(cè)量中的一些注意事項(xiàng) 布設(shè) GPS控制點(diǎn) 為了保證觀測(cè)工作的順利進(jìn)行和保證測(cè)量結(jié)果的可靠性，在選點(diǎn)工作開(kāi)始前，除搜集和了解有關(guān)測(cè)區(qū)的地理情況和原有測(cè)量控制點(diǎn)分布及標(biāo)架、標(biāo)型、標(biāo)石完好狀況，決定其適宜的點(diǎn)位外，選點(diǎn)工作還應(yīng)遵守以下原則： (1) 點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易 于安裝接受機(jī)設(shè)備、視野開(kāi)闊的較高點(diǎn)上。以避免電磁場(chǎng)對(duì) GPS信號(hào)的干擾。 (6) 點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便，有利于其他觀測(cè)手段擴(kuò)展與聯(lián)測(cè)的地方。 (9) 當(dāng)所選點(diǎn)位需要進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)時(shí)，選點(diǎn)人員應(yīng)實(shí)地踏勘水準(zhǔn)路線，提出有關(guān)建議。 (2) 受天空環(huán)境影響。在地形起伏高差較大的山區(qū)和城鎮(zhèn)密樓區(qū)數(shù)據(jù)鏈傳輸信號(hào)受到 限制，另外，當(dāng) RTK作業(yè)半徑超過(guò)一定距離（一般為幾公里，每種機(jī)型在不同的環(huán)境下各不相同）時(shí)，測(cè)量結(jié)果誤差超限，所以 RTK實(shí)際作業(yè)有效半徑比其標(biāo)稱半徑要小很多，工程實(shí)踐和研究都證明了這一點(diǎn)。 GPS RTK 的技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 工作效率高。 全天候作業(yè)。移動(dòng)站利用軟件控制系統(tǒng)，無(wú)需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，減少了輔助測(cè)量工作和人為誤差，保證了作業(yè)精度。 GPS RTK 技術(shù)的應(yīng)用 GPS RTK 在水文測(cè)量中的應(yīng)用 在大江 、 大河 、 海灣修建大型橋梁時(shí)，水 文 測(cè)量分析計(jì)算必不可少，水文測(cè)量工作對(duì)定、動(dòng)河床模型試驗(yàn)、防洪影響評(píng)價(jià)、橋梁通航論證的相關(guān)研究專題尤其重要。 GPS RTK 在土地測(cè)量中的應(yīng)用 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 17 土地測(cè)量是對(duì)于土地權(quán)屬等有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)并設(shè)置界樁的測(cè)量作業(yè) ， 其特點(diǎn)是碎部點(diǎn)數(shù)量大 ， 精度要求高 ， 而且要求作業(yè)區(qū)域內(nèi)整體的精度平衡 ， 使用 GPS RTK大大提高作業(yè)效率 ， 減少圖根控制點(diǎn)的數(shù)量 ， 提高測(cè)量精度 ， 不僅大大優(yōu)于傳統(tǒng)測(cè)量方式 ， 而且明顯優(yōu)于靜態(tài)測(cè)量方法 ， 這種測(cè)量方式非常適 合中心城市 (鎮(zhèn) )的土地測(cè)量。對(duì)于樹(shù)木較多或房屋密集的村莊等 ， 采用 GPS RTK測(cè)定圖根點(diǎn) ,通過(guò)全站儀的采集碎部點(diǎn) ， 再成圖。 RTK的工作原理是將一臺(tái)接受機(jī)置于基準(zhǔn)站上，另一臺(tái)或幾臺(tái)接受機(jī)置于流動(dòng)站上，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接受同一時(shí)間相同的 GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，基準(zhǔn)站獲得的觀測(cè)值與已知位置信息進(jìn)行比較，得到 GPS差分改正，然后將這個(gè)改正值及時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)傳遞給共視衛(wèi)星的流動(dòng)站，以精化其 GPS觀測(cè)值，得到經(jīng)差分改正后校 準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位，因軌道誤差、鐘差、電離層折射及對(duì)流層折射影響難以精確模型化，本章還說(shuō)明了 RTK的誤差來(lái)源和精度分析、測(cè)量中的廣泛應(yīng)用及應(yīng)用過(guò)程的優(yōu)缺點(diǎn)。 線路勘測(cè) 的任務(wù)與內(nèi)容 鐵路、公路、架空送電線路以及輸油管道等均屬于線型工程，它們的中線通稱線路。線路設(shè)計(jì)除了地形資料以外，還必須考慮線路所經(jīng)地區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)等方面的問(wèn)題。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 初測(cè)的目的是根據(jù)計(jì)劃任務(wù)書(shū)確定的修建原則和路線的基本走向，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各有價(jià)值方案的勘測(cè)，從中確定采用的路線，搜集編制的初步設(shè)計(jì)文件的資料。 室內(nèi)研究路線方案。 資料的整理。 導(dǎo)線測(cè)量 選點(diǎn)、測(cè)角、量邊、釘百米標(biāo)、加標(biāo)、聯(lián)測(cè)與檢核 。 點(diǎn)間距一般在 50500 米之間為宜，若超過(guò) 500 米。)J ? 2( 2039。 (5) 聯(lián)測(cè)與檢核： 每隔 30km 聯(lián)測(cè)一次，角度 閉合差限差為 30 n? （ 其中 n 為設(shè)站次數(shù) ） ，導(dǎo)線 相對(duì) 閉合差的限差為 ： 1/ 2020LfL ? 水準(zhǔn)測(cè)量 水準(zhǔn)測(cè)量分為基平測(cè)量和中平測(cè)量 。 (2) 中平測(cè)量是測(cè)定中樁高程。轉(zhuǎn)點(diǎn)高程取位至 mm，中樁高程取位至 cm，中平測(cè)量允許閉合差為 50L? mm（ L 為符合水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，以 km 計(jì)）。必要時(shí)可以根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)用視距法或交會(huì)法設(shè)置地形轉(zhuǎn)點(diǎn)。 定線測(cè)量分為穿線放樣和撥角放線。39。 在道路設(shè)計(jì)中，只有線路的縱斷面圖還不能滿足路基、隧道、橋涵等專業(yè)設(shè)計(jì)以黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 及計(jì)算土石方數(shù)量等方面的要求。 航空勘測(cè)簡(jiǎn)介 利用航空攝影和地面攝影測(cè)量， 通過(guò)對(duì)所測(cè)區(qū)域的數(shù)字化處理和立體觀測(cè)，可以快速、準(zhǔn)確地獲取用于公路設(shè)計(jì)的各種原始資料，從而使外業(yè)勘測(cè)大部分工作可以在室內(nèi)完成；利用電子測(cè)距或激光測(cè)距，可以使測(cè)量的速度和精度大大的提高。相片調(diào)繪又分為地形調(diào)繪和專業(yè)調(diào)繪，野外相片調(diào)繪任務(wù)是將地面上的地物、地貌及地質(zhì)、水文等資料，準(zhǔn)確地描繪