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rtk技术在公路测量中的应用毕业设计论文

RTK技术在公路测量中的应用

RTKtechnologyintheHighwaySurvey

总计毕业设计（论文）15页

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插图4幅

摘要

20世纪90年代以来，GPS全球定位系统在应用领域的研究取得了迅速进展。

测绘行业首先将GPS应用于大地测量，并进一步将该项技术推广到工程测量之中。

目前动态测量实时定位的GPS载波相位差分技术（简称RTK定位技术，RcalTimeKinemadc）已经被广泛应用，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系统中的三维定位结果，并达到厘米级精度，其已在施工放样实践中成功应用。

在公路勘浏中，RTK技术与传统的测量方法相比，具有以下明显的特点：

GPS定位精度高．而且不受环境和距离长短的限制，非常适合地形条件复杂、互不通视的地区；GPS高精度的高程测量，是GPS测量应用的重要领域；GPSRTK技术将完全改变公路测量模式，它能实时得到所要点的空间三维坐标，很适合线路、桥梁、隧道等工程的勘测．并可直接进行实地实时放样、中桩测量和点位测量基础；GPS测量可大大提高了工作效和成果质量，为测量自动化、数字化打下了坚实的基础，同时也极大地降低了劳动强度，减少了野外砍伐工作量。

大大提高了生产作业效率。

但是由于卫星它在遇到高大建筑物或树时，就很难接收到卫星和无线电信号，也就无法进行测，所以在那种情况下我们又要用到全站仪配合RTK来进行道路横断的测量和道路中线的放样，大大加大了工作的效率。

关键词：

GPSRTK技术，道路横断面测量，道路中线放样

Abstract

Sincethe90softhe20thcentury,GPSglobalpositioningsystemintheapplicationofresearchinthefieldhasmaderapidprogress.GPSsurveyandmappingindustryfirstappliedgeodesy,andfurtherextendedtotheengineeringsurveyofthetechnologyinto.Currentlyreal-timedynamicmeasurementsofGPSCarrierPhasePositioningtechnology（referredtoasRTKpositioningtechnology,RcalTimeKinemadc）hasbeenwidelyused,RTKcarrierphasepositioningtechnologyisbasedonobservationsofreal-timedynamicpositioningtechnology,itcanprovidereal-timemeasurementsiteinthespecifiedcoordinatesysteminthree-dimensionalpositioningresults,andtoachievecentimeter-levelaccuracy,whichhasbeenintheconstructionsettingpracticesuccessfully.

Surveyvisitoftheroad,RTKtechnologywithtraditionalmeasurementmethods,hasthefollowingdistinctivefeatures:

GPSpositioningaccuracy.Anddistancesfromtheenvironmentandtherestrictions,verysuitableforcomplexterrainconditions,eachregionSight;GPSpreciseleveling,GPSmeasurementapplicationsisanimportantarea;GPSRTKtechnologywillcompletelychangetheroadmeasurementmode,itimmediatelyobtainthethree-dimensionalcoordinatesofpointsofspace,itissuitableforlines,bridges,tunnelsandotherworksoftheinvestigation.SettingfieldShiShianddirectly,inthemeasurementandpointlevelmeasurementofpilefoundation;GPSmeasurementscangreatlyimproveworkefficiencyandqualityoftheoutcome,forthemeasurementautomation,digitalhaslaidasolidfoundation,butalsogreatlyreducethelaborintensity,reducedthefieldcutdowntheworkload.Greatlyincreasedtheefficiencyofproductionoperations.However,duetotallbuildingsincaseofsatelliteitisortree,itisdifficulttoreceivesatelliteandradiosignalswillnotbeabletotest,sointhatcasewehavetouseTotalStationwithRTKtoroadcross-sectionalMeasurementandSettingOutCenterLineandgreatlyincreasedefficiency.

Keywords:

GPSRTKtechnology,crosssectionmeasurements,roadCenterlineLayout

第一章绪论

1.1GPS卫星定位技术的发展

GPS全球定位系统的建立

1973年12月，美国国防部批准他的海陆空三军联合研制新的卫星导航系统：

NAVSTAR/GPS。

GPS系统包括三大部分：

空间部分—GPS卫星星座，地面控制部分—地面监控系统，用户设备部分—GPS信号接收机。

（1）GPS卫星星座：

由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。

24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，卫星高度为20200km，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分（恒星时12小时），载波频率为1575.42MHz和1227.60MHz。

（2）地面监控系统：

包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

作用：

监测和控制卫星运行，编算卫星星历（导航电文），保持系统时间。

（3）GPS信号接收机：

任务是能够捕获到一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接受机天线的传播时间。

1.1.2GPS的特点

GPS系统具有以下特点：

（1）定位精度高；

（2）观测时间短；

（3）测站间无需通视；

（4）可提供三维坐标；

（5）操作简便；

（6）全天候工作；

（7）功能多，应用广。

GPS应用广泛，可以进行海陆空的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间的传递和速度的测量等。

1.2RTK技术的兴起

随着通信技术和信号处理技术的快速发展，更精确、更有效的定位方式层出不穷，实时动态测量技术（RealTimeKinematic,简称RTK）就是其中比较有代表性的技术之一。

实时动态测量的基本思想是在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。

在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时的计算并显示用户站的三维坐标及其精度。

RTK技术始于20世纪90年代初，经过十几年的发展，它的技术已趋于成熟，并以其实时、高效的特点广泛应用于控制测量、地形测图、工程测量等实际生产中，并且受到测绘人士的热烈欢迎。

目前，我国国内很多单位都配置了RTK接收机。

第二章RTK技术的基本原理及应用

2.1RTK技术测量的基本原理

实时动态（RealTimeKinematic-一RTK）测量系统，是GPS测量技术与数据，传输技术相结合，而构成的组合系统。

是GPS测量技术发展中的一个新的突破。

RTK测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTDGPS）测量技术，我们知道，GPS测量工作的模式有多种，如静态、快速静态、准动态和动态相对定位等。

但是，利用这些测量模式，如果不与数据传输系统相结合，其定位结果均需通过观测数据的测后处理而获得。

由于观测数据需在测后处理，所以上述各种测量模式，不仅无法实时地给出观测站的定位结果，而且也无法对基准站和用户站观测数据的质量，进行实时地检核，因而难以避免在数据后处理中发现不合格的观测成果，需要进行返工重测的情况。

过去解决这一问题的措施，主要是延长观测时间，以获取大量的多余观测量来保障测量结果的可靠性。

但这样以来，便显著地降低了GPS测量工作的效率。

图1-1RTK原理示意图

实时动态测量的基本原理，如图1-1所示。

在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。

在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，

通过无线电传输设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标，其精度可达到厘米级。

这样通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测结果的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功，以减少冗余观测，缩短观测时间。

2.2RTK系统的基本组成

RTK技术就是动态的实时定位技术，它已经在工程上得到了广泛的应用，已经成为了工程上不可缺少的一项新技术了。

RTK测量系统的组成

RTK测量系统主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统构成。

（1）GPS接收设备

在基准站和用户站上，分别设置双频GPS接收机。

由于双频观测值不仅精度高，而且有利于快速准确地解算整周未知数。

当基准站为多用户服务时，其接收机的采样率应与用户接收机采用率最高的相一致。

（2）数据传输设备

数据传输设备也称数据链，由基准站的无线电发射台与用户站的接收机组成，其频率和功率的选择主要取决于用户站与基准站的距离、环境质量、数据的传输速度。

（3）软件系统

支持实时动态测量的软件系统的质量和功能，对于保障实时动态测量的可行

性、测量结果的可靠性和精确性，具有决定性意义。

2.3RTK技术的优点及误差来源

RTK技术有着方便快