大学毕业论文—rtk测量技术在公路测量中的应用.doc

RTK测量技术在公路测量中的应用 摘 要:常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real-time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率【1】。 本文简要介绍了GPS RTK的基本原理，GPS RTK的优点，介绍了利用该技术进行工程实测的过程。根据平差学理论及相关规程、规范对测量精度进行了一定的比较和分析，总结得出RTK测量的误差特性和一些有益的结论和体会。随着我国经济快速发展铁路建设速度也不断加快。公路工程有其自身特点：长条状，坡度多，在施工测量工作中对测量控制网的布设带来诸多困难，常规控制测量既要考虑网行，点的密度，RTK技术运用在实际工程测量中不仅提高了测量精度缩短了施工工期，而且还节约了工程成本。 RTK技术应用于铁路测量是外业勘测的一项重大技术革命,其应用及开发的前景十分广阔。尤其实时动态(RTK)定位技术在铁路测量中蕴含着巨大的技术潜力。 RTK测量系统的组成主要包括空间部分，外业测量操作和内业处理。 空间部分是基于GNSS的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。【3】不过由于俄罗斯的定位系统缺少维护已经无法使用，而其他的系统又大部分是区域系统，所以现在常用的系统是美国的全球定位系统GPS(Global Positioning System)。 外业测量是一部RTK（双频动态GPS接收机）接收机。基本配置包括2部分。（1）基准站：双频GPS接收机、GPS天线、数据链发送电台、天线、电源、脚架、联接线等；（2）流动站：双频GPS接收机、GPS天线、数据接收电台、操作手薄、对中杆等； 内业处理，使用支持RTK测量数据的各种应用软件对外业得到的数据进行内业处理，得到需要的结果。 传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等 部门， 其基本内容有测图和放样两部分。 现代工程测量己经远远突破了仅仅为工程建设 服务的概念，它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定，而且包括对测量结果的 分析，甚至对物体发展变化的趋势预报。苏黎世高等工业大学马西斯教授指出：“一切 不属于地球测量，不属于国家地图集的陆地测量，和不属于法定测量的应用测量都属于 工程测量”。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，我国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”，所谓“四化”是：工程测量内外业作业的一体化，数据获取 及其处理的自动化，测量过程控制和系统行为的智能化，测量成果和产品的数字化。“十六字”是：连续、动态、遥测、实时、精确、可靠、快速、简便。 全球定位系统GPS(Global Positioning System)是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面；对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。【4】 GPS测地型接收设备是实现测地定位的基本条件，接收机有单频与双频之分，双频机能以L2观测值修正电离层折射影响，最适宜于中、长基线(大于20km)测量，具有快速静态测量的功能，可升级为RTK功能；单频机适宜于小于20km的短基线测量，对于一般工程测量具有良好的性能价格比。 相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是采用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度；求解整周模糊度是其关键技术，根据算法模型，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。而RTK技术代表着GPS相对测地定位应用的主流。【5】 北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面