測量專業(yè)職稱論文
測量專業(yè)職稱論文
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測量專業(yè)職稱論文篇一
GPS-RTK測量研究
摘要：在實際測量工程中傳統(tǒng)的作業(yè)方式已逐漸不能滿足工程的需要，隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，RTK測量技術(shù)也日益成熟，并逐步在測繪中得到應(yīng)用。RTK測量技術(shù)因其精度高、實時性和高效性，使得其在工程測量中的應(yīng)用越來越廣。因此，本文對GPSRTK測量進行了研究。
關(guān)鍵詞：GPS RTK 測量
Abstract: In the actual measurement engineering traditional practices have increasingly unable to meet the needs of the project, with the rapid development of GPS technology, RTK measurement techniques become more sophisticated, and gradually been applied in surveys. RTK surveying technology because of its high accuracy, real-time and efficient, making it increasingly wide applications in engineering survey. Therefore, GPSRTK measurement.
Keywords: GPS RTK measurement
中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A文章編碼：
1.RTK野外測繪軟件
RTK野外測繪軟件是最新開發(fā)的GPSRTK控制采集手簿軟件，其融合了多年來在野外測繪軟件上的實踐經(jīng)驗，并借鑒國際同類先進軟件的相關(guān)功能，根據(jù)國內(nèi)測量行業(yè)的野外生產(chǎn)習慣而開發(fā)的，是專門為大地測量、工程測量和工程建設(shè)而設(shè)計的功能強大野外測繪軟件。
工程之星軟件是在南方公司最早的Psion控制采集手簿軟件和CASIO天王星控制采集軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)而成的。南方公司(同時也是國內(nèi))最早使用的RTK測量手簿是內(nèi)嵌DOS操作系統(tǒng)的PSION手簿，所以控制采集手簿軟件也是基于DOS操作系統(tǒng)的，在圖形顯示上有一定的局限性。隨著RTK產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，基于WinCE操作系統(tǒng)的手簿逐漸成熟起來，南方公司實時開發(fā)了基于WinCE操作系統(tǒng)的天王星控制采集手簿，天王星野外測量軟件便捷的窗口菜單式功能操作和直觀的圖形界面是PSION手簿軟件無法比擬的。
隨著RTK產(chǎn)品的廣泛使用，許多用戶對手簿軟件有了更高、更多的功能需求，而緊跟國際RTK測量技術(shù)前沿的南方公司在這樣的需求下推出了南方一體化接收機及其最新配套的手簿野外測繪軟件――工程之星。
2.GPSRTK測量
2.1臨時基站RTK測量
GPSRTK測量過程一般包括：基準站選擇和設(shè)置、流動站設(shè)置、中繼站的設(shè)立等。
2.1.1基準站的觀測點位選擇和系統(tǒng)設(shè)置
(1)基準站的觀測點位選擇。GPSRTK定位的數(shù)據(jù)處理過程是基準站和流動站之間的單基線處理過程，基準站和流動站的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量好壞、無線電的信號傳播質(zhì)量好壞對定位結(jié)果的影響很大。野外工作時，測站位置的選擇對觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量、無線電傳播影響很大。但是，流動站作業(yè)點只能由工作任務(wù)決定觀測地點，所以基準站位置的選擇非常重要。
(2)基準站的系統(tǒng)設(shè)置?；鶞收镜脑O(shè)置包括：建立項目和坐標系統(tǒng)管理、基準站電臺頻率的選擇、GPSRTK工作方式的選擇、基準站坐標輸人、基準站工作啟動等。
2.1.2流動站GPS的設(shè)置
流動站GPS的設(shè)置包括：建立項目和坐標系統(tǒng)管理、流動站電臺頻率的選擇、有關(guān)坐標的輸人、GPSRTK工作方式的選擇、流動站RTK工作啟動、使用RTK流動站測量地形點等。
2.1.3中繼站電臺的設(shè)立
由于工作環(huán)境的復雜性，基準站和流動站之間往往無法避免障礙物對電臺通信的影響，這時中繼站電臺可以起到比較好的補救作用：一是它可以接收來自基準站的信號，又可以將其發(fā)送出去供流動站使用;二是中繼站電臺只轉(zhuǎn)發(fā)信號，不必安排在已知點上，完全可以按需要隨時任意安排位置。
2.2.網(wǎng)絡(luò)RTK測量
實時網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)，是利用基準站的載波相位觀測數(shù)據(jù)，與流動站的觀測數(shù)據(jù)進行實時差分處理，并解算整周模糊度，由于通過差分消去了絕大部分的誤差，因而可以達到厘米級定位精度。網(wǎng)絡(luò)RTK不需要架設(shè)基準站，比傳統(tǒng)的RTK測量效率提高30%左右。網(wǎng)絡(luò)RTK根據(jù)其解算模式可分為以下幾種。
2.2.1單基站RTK技術(shù)
CORS站網(wǎng)由若干個CORS站組成，GPS差分信號可從各個CORS站發(fā)出，也可從數(shù)據(jù)中心發(fā)出。在這種網(wǎng)絡(luò)RTK模式下，每個基準站服務(wù)于一定作用半徑的GPS用戶，對于一般的RTK應(yīng)用，服務(wù)半徑可以達到30km。GPS差分數(shù)據(jù)播發(fā)的數(shù)據(jù)鏈，可以用無線電臺，也可用公用無線通信網(wǎng)，如移動GSM/GPRS或聯(lián)通CDMAIX。單工站CORS就是只有一個連續(xù)運行站。
類似于一加一的RTK，只不過基準站由一個連續(xù)運行的基準站代替，基站同時又是一個服務(wù)器，通過軟件實時查看衛(wèi)星狀態(tài)、存儲靜態(tài)數(shù)據(jù)、實時向Internet發(fā)送差分信息以及監(jiān)控移動站作業(yè)情況。移動站通過GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)兩種通訊方式基站服務(wù)器進行通訊。
2.2.2多基站CORS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
多基站CORS是指分布在一定區(qū)域內(nèi)的多臺連續(xù)運行的基站，每個基站都是一個單基站系統(tǒng)，由控制軟件自動計算流動站與基站間的距離，選點距離最近的CORS基站作為RTK差分作業(yè)的參考站。
當前國內(nèi)不同行業(yè)建設(shè)的CORS系統(tǒng)基本上還是獨立運行的，很多單位的數(shù)據(jù)只在本單位甚至是本部門內(nèi)共享和利用。在當前技術(shù)水平和市場可供產(chǎn)品條件下，根據(jù)本部門實際情況，從提高投資效益角度出發(fā)，選擇單基站和多基站CORS系統(tǒng)是適合一些地、市、縣測繪部門的優(yōu)選方案。
2.2.3虛擬基站技術(shù)(VRS)
VRS技術(shù)是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的代表。采用VRS技術(shù)，基準站網(wǎng)子系統(tǒng)必須包含三個以上的連續(xù)運行基準站，數(shù)據(jù)中心通過組合所有基準站的數(shù)據(jù)，確定整個CORS覆蓋區(qū)域的電離層誤差、對流層誤差、軌道誤差模型等。流動站作業(yè)時，首先通過GPRS或CDMA無線通信網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)中心發(fā)出服務(wù)請求，并將流動站的概略位置回傳給數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心利用與流動位置最接近的三個基準站的觀測數(shù)據(jù)及誤差模型，生成一個對應(yīng)于流動站概略位置的虛擬基準站(VRS)，然后將這個虛擬基準站的改正數(shù)信息發(fā)送給流動站，流動站再結(jié)合自身的觀測數(shù)據(jù)實時解算出其所在位置的精確坐標。
2.2.4主副站技術(shù)(MAC)
主副站技術(shù)首先選取一個基準站作為主站，并將主站所有的改正數(shù)及坐標信息傳送給流動站，而網(wǎng)絡(luò)中其他基準站只是將其相對于主站的改正數(shù)變化及坐標差信息傳送給流動站，從而減少了傳送的數(shù)據(jù)量。
VRS技術(shù)和MAC技術(shù)服務(wù)半徑可以達到40km左右。
2.3GPS測量數(shù)據(jù)處理
外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核主要有以下內(nèi)容：
(1)數(shù)據(jù)剔除率同一時段內(nèi)觀測值的數(shù)據(jù)剔除率，不應(yīng)超過10%。
(2)復測基線的長度差C、D級網(wǎng)基線處理和B級網(wǎng)外業(yè)預處理后，若某基線向量被多次重復，則任意兩個基線長度之差ds應(yīng)滿足規(guī)范要求。
單點觀測模式不同點間不進行重復基線、同步環(huán)和異步環(huán)的數(shù)據(jù)檢驗，但同一點間不同時段的基線數(shù)據(jù)(與連續(xù)運行站網(wǎng))長度較差，兩兩比較也應(yīng)滿足上述內(nèi)容。
2.4一體化設(shè)計與抗干擾的完美結(jié)合
(1)一體化設(shè)計是世界同類產(chǎn)品的潮流，徹底擺脫“線”制，模塊化的設(shè)計有效解決機器內(nèi)部的干擾問題。
(2)專業(yè)設(shè)計的數(shù)傳電臺，誤碼率低，方便寫頻掌握核心的數(shù)傳電臺技術(shù)，主體性能達到國外先進水平，方便寫頻，為客戶解決串臺問題，誤碼率在10-7。
(3)工業(yè)級模具三防設(shè)計(防塵、防水、防震)專業(yè)的模具、高強度的工業(yè)外殼材料以及具有很強防水能力的防水圈，使得S82-2008的野外性能更優(yōu)越。
(4)雙接口(USB、串口)高速傳輸，64M大內(nèi)存除了一般儀器用的COM口外，靈銳S82-2008采用USB的串行口連接技術(shù)方便大容量靜態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸。內(nèi)置64M內(nèi)存，可以滿足靜態(tài)連續(xù)一秒間隔采集80小時以上，若采集間隔增大，存貯時間還將成倍增加。
參考文獻：
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測量專業(yè)職稱論文篇二
GPS靜態(tài)測量
【摘要】GPS測量技術(shù)以其高效、精準、全天候等特點被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代經(jīng)濟社會的各個領(lǐng)域, 在測量、軍事、交通等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用價值，特別是在城市、工程測量中這項技術(shù)倍受測繪工作者的青睞，成為測繪工作中的一項重大技術(shù)革命。本文介紹了靜態(tài)GPS測量的特點，進行了GPS靜態(tài)測量技術(shù)實證分析。
【關(guān)鍵詞】GPS，靜態(tài)測量 ， 技術(shù)，實證分析
【 abstract 】 GPS measurement technology to its high efficiency, precise, all-weather work etc widely applied to the modern economic society each field, in the measurement, military, transportation, etc all have important application value, especially in cities, the engineering survey in the technology more the favour of surveying and mapping workers, become the surveying and mapping work a major technology revolution. This paper introduces the characteristics of the static GPS measurement, the GPS the static measurement technology empirical analysis.
【 key words 】 GPS, the static measurement, technology, the empirical analysis
中圖分類號： P228.4 文獻標識碼：A文章編號：
GPS靜態(tài)測量，是利用測量型GPS接收機進行定位測量的一種。主要用于建立各種的控制網(wǎng)。進行GPS靜態(tài)測量時，認為GPS接收機的天線在整個觀測過程中的位置是靜止，在數(shù)據(jù)處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量，通過接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的變化來求得待定點的坐標。在測量中，GPS靜態(tài)測量的具體觀測模式是多臺接收機在不同的測站上進行靜止同步觀測，時間由40分鐘到十幾小時不等。隨著信息化、數(shù)字化時代的深入發(fā)展, 空間科學和測量技術(shù)得到了長足的進步。GPS測量技術(shù)以其高效、精準、全天候等特點被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代經(jīng)濟社會的各個領(lǐng)域, 在測量、軍事、交通等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用價值, 特別是在城市、工程測量中這項技術(shù)倍受測繪工作者的青睞, 成為測繪工作中的一項重大技術(shù)革命。
一、靜態(tài)GPS測量的特點
1、GPS相對定位原理
GPS相對定位原理, 根據(jù)若干臺GPS接收機跟蹤GPS衛(wèi)星信號所測得的載波相位觀測值, 運用求差的方法, 得出各觀測站間的坐標差即基線向量。再根據(jù)已知點坐標和基線向量求得其他各測站點的坐標。相對定位可以消除或大幅削弱誤差( 如衛(wèi)星鐘差、電離層延遲、對流程延遲等) , 因而可以獲得很高精度的相對位置。GPS相對定位分為靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位, 其中靜態(tài)相對定位廣泛應(yīng)用于控制測量中。
2、 GPS測量的優(yōu)點
(1)測站間不需要通視
這是GPS定位的最大優(yōu)點, 既要保持良好的通視條件, 又要保障測量控制網(wǎng)的良好圖形是傳統(tǒng)測量技術(shù)難以解決的矛盾。而GPS測量由于不要求測站之間相互通視, 因此使點位的選擇變得十分靈活, 而且保證控制網(wǎng)有良好的圖形。
(2)定位精度高
短距離( 15km以內(nèi)) 精度可達毫米級, 中、長距離( 幾十公里甚至幾百公里) 相對精度可達到10- 7~10- 8。
(3)全天候作業(yè)
GPS衛(wèi)星數(shù)目多, 且分布均勻, 可保證在任何時間、任何地點連續(xù)進行觀測, 保障了連續(xù)的三維定位, 一般不受天氣狀況的影響。
(4)操作簡便
GPS接收機自動化程度極高, 在外業(yè)觀測中只需對中、整平、量取天線高及開機后設(shè)置參數(shù), 其他工作儀器自動完成, 工作效率高。
(5)觀測時間短
隨著GPS測量技術(shù)的不斷完善, 靜態(tài)相對測量僅需30min左右。而動態(tài)GPS定位僅需數(shù)秒鐘即可達到厘米級甚至毫米級的精度。
(6)提供三維坐標
GPS測量可同時精確測定測站點的三維坐標。
二、GPS靜態(tài)測量技術(shù)實證分析
1、GPS數(shù)據(jù)后處理存在的問題
根據(jù)施測實際需要，控制點數(shù)量、分布和測區(qū)的形狀，設(shè)計GPS網(wǎng)圖，選定控制點并注意布設(shè)條件，避免對觀測影響，使網(wǎng)型合理、邊長合乎規(guī)范要求，控制點分布均勻，且使控制面積足夠大。采用隨機軟件進行數(shù)據(jù)下載，基線解算，全面考核GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度和探測可能的粗差，并且全部通過的基礎(chǔ)上進行WGS84自由網(wǎng)平差，會得到非常高的內(nèi)附和精度。
為了求得GPS網(wǎng)的1954年北京坐標系坐標，對平面控制點進行GPS網(wǎng)約束平差，通過坐標轉(zhuǎn)換求出七參數(shù)(XYZ平移，XYZ旋轉(zhuǎn)，尺度比)，利用求解的轉(zhuǎn)換參數(shù)將地面點GPS坐標轉(zhuǎn)換到地面坐標系統(tǒng)后，還要利用高斯正形投影公式將橢球面坐標投影到高斯平面上，所用公式為：
x=X0+0.5NsinBcosB·I2+……
y=NcosB·I+1/6Ncos3B·I3(1-x2+y 2)+……
GPS控制網(wǎng)在54橢球上進行約束平差后，整體網(wǎng)的精度應(yīng)低于或等于已知控制點的精度，所用公式為：m=±2√mO2+mN2。但有些時候，整體控制網(wǎng)在約束平差后卻出現(xiàn)了很低的精度，甚至整體網(wǎng)不合或者在使用RTK測量時出現(xiàn)很大的平面坐標誤差，經(jīng)過內(nèi)外多次實踐檢驗，其問題出現(xiàn)在1954年北京坐標系已知控制點坐標上。
2、北京坐標系(1954年)
建國初期，為了迅速開展我國的測繪事業(yè)，鑒于當時的實際情況，將我國一等鎖與原蘇聯(lián)遠東一等鎖相連接，然后以連接處呼瑪、吉拉寧、東寧基線網(wǎng)擴大邊端點的原蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標系的坐標為起算數(shù)據(jù)，平差我國東北及東部區(qū)一等鎖，這樣傳算過來的坐標系就定名為1954年北京坐標系?？蓺w結(jié)為：①屬參心大地坐標系;②采用克拉索夫斯基橢球的兩個幾何參數(shù);③大地原點在原蘇聯(lián)的普爾科沃;④采用多點定位法進行橢球定位;⑤高程基準為1956年青島驗潮站求出的黃海平均海水面;⑥高程異常以原蘇聯(lián) 1955年大地水準面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù)，按我國天文水準路線推算而得。
基準面是利用特定地球橢球?qū)μ囟ǖ貐^(qū)地球表面的逼近，選用一個同大地相近的、可以用數(shù)學方法來表達的旋轉(zhuǎn)橢球來代替，它是測量與制圖的基礎(chǔ)。凡與局部地區(qū)(一個或幾個國家)的大地水準面符合得最好的旋轉(zhuǎn)橢球，稱之為“參考橢球”。目前常見的有三種：“北京54”坐標系、“西安80”坐標系、WGS1984。“北京54”坐標系是我國從1953年起從蘇聯(lián)1942坐標系聯(lián)測并經(jīng)平差引伸到我國，原點在蘇聯(lián)西部的普爾科夫，采用Krassovsky橢球參數(shù)而定的基準面;“西安80”坐標系是采用1975年IUGG/IAG第16屆大會推薦的地球橢球參數(shù)，國家原點設(shè)在陜西省涇陽縣，其較好地與我國大地水準面符合較好;WGS1984坐標系的基準面采用WGS84橢球體，它是一地心坐標系，即以地心作為橢球體中心。目前GPS接收機測量數(shù)據(jù)多以WGS1984坐標系為基準，Pulkovo 1942、非洲索馬里的Afgooye基準面都采用了Krassovsky橢球體，但它們的基準面顯然是不同的。
3、解決方法
從1954年北京坐標系建立的條件、手段及方法，可以看出，1954年北京坐標系具有良好的方位角，其兩點的邊長是通過基線擴大邊計算而來并投影到Krassovsky橢球體，精度相對較低。GPS接收機(標稱精度平面：5mm+1ppm)測量控制時其基線精度是非常高的(合格基線)，同時也具有高精度的方位。由于1954年北京坐標系與WGS1984坐標系的參考地球橢球不同，導致兩坐標系在方位上存在誤差，在利用七參數(shù)(XYZ平移，XYZ旋轉(zhuǎn)，尺度比) 進行坐標轉(zhuǎn)換過程中就會存在邊長和角度之間的數(shù)學關(guān)系的矛盾，其矛盾以平差后的殘差形式表現(xiàn)出來。
如何做到既保證控制網(wǎng)的整體精度，又滿足1954年北京坐標系的坐標系統(tǒng)?經(jīng)過反復論證、實踐檢核，采用一點一方位的進行約束平差，其具體做法如下：
(1)對觀測數(shù)據(jù)進行WGS84自由網(wǎng)平差(剔除粗差后)，基線合格。
(2)選用距側(cè)區(qū)中心最近的54坐標數(shù)據(jù)(A)進行單點起算進行GPS控制網(wǎng)在54橢球上約束平差。通過單點結(jié)算坐標反算其他54已知控制點距A點的距離S，選用最遠的距離點B，反算出A→B的方位角α，再用Sab及方位角α計算B’點坐標，再利用A、B’兩點對GPS控制網(wǎng)平面控制點進行GPS網(wǎng)約束平差，解算出GPS的各個點位平面坐標。對已知的54控制點進行點位中誤差計算，評定精度。
(3) 采用一點一方位的進行約束平差，既保證控制網(wǎng)的整體精度，又滿足1954年北京坐標系的坐標系統(tǒng)，非常適合局部區(qū)域或具體工程對高精度控制又要與國家控制網(wǎng)聯(lián)測的要求。
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