科技論文2000字

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　　科技論文2000字篇一

　　淺談GPS-RTK

　　摘要：數(shù)字測(cè)圖是利用RTK、全站儀或其他測(cè)量?jī)x器在野外進(jìn)行數(shù)字化地形數(shù)據(jù)采集，在成圖軟件的支持下，通過(guò)計(jì)算機(jī)加工處理，獲得數(shù)字地形圖的方法，其實(shí)質(zhì)是一種全解析機(jī)助測(cè)圖方法。本文結(jié)合GPS-RTK技術(shù)在數(shù)字測(cè)圖中的應(yīng)用,簡(jiǎn)述GPS RTK的工作原理、參數(shù)轉(zhuǎn)換的求解方法及其精度評(píng)定,介紹了RTK技術(shù)在圖根控制測(cè)量和地形測(cè)圖中的應(yīng)用情況,并對(duì)此進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)字測(cè)圖;控制測(cè)量;技術(shù)原理;測(cè)圖特點(diǎn);應(yīng)用分析

　　中圖分類號(hào)：P231.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　一、數(shù)字化測(cè)圖理論概述

　　數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種全解析機(jī)助測(cè)圖法，相對(duì)于傳統(tǒng)地形測(cè)量方法，數(shù)字測(cè)圖是一次測(cè)圖技術(shù)的革命。數(shù)字測(cè)圖以計(jì)算機(jī)為核心，在外連輸入輸出設(shè)備硬、軟件的支持下，對(duì)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、輸出、管理的測(cè)繪系統(tǒng)。它分地形數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與成圖、繪圖與輸出三大部分。由于空間數(shù)據(jù)來(lái)源的不同，采用的儀器和方法也不同，數(shù)據(jù)采集的方法也不相同，如全站儀、RTK GPS野外地面數(shù)據(jù)采集法、航片數(shù)據(jù)采集法、原圖數(shù)字化數(shù)據(jù)采集，從而構(gòu)成不同的數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)，如全野外數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)，圖形數(shù)字化系統(tǒng)，航測(cè)數(shù)字化成圖系統(tǒng)。

　　二、RTK定位技術(shù)原理介紹

　　RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r(shí)地獲得測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)主要包括3個(gè)部分: ①基準(zhǔn)站; ②流動(dòng)站; ③數(shù)據(jù)鏈。基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在具有已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)位上,連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào),并將測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、載波相位觀測(cè)值、偽距觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)等通過(guò)數(shù)據(jù)鏈發(fā)出去,流動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),通過(guò)差分處理解求載波相位整周模糊度,得到基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間的坐標(biāo)差值ΔX、ΔY、ΔZ。坐標(biāo)差加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)就可以得到流動(dòng)站點(diǎn)的WGS84坐標(biāo),通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動(dòng)站每個(gè)站點(diǎn)的平面坐標(biāo)x、y 和海拔高h(yuǎn)。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù), RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)(偽距觀測(cè)值,相位觀測(cè)值)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī),所以一般都是通過(guò)民用無(wú)線電臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn),特殊的也可以通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞或者有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞。

　　三、數(shù)字測(cè)圖主要特點(diǎn)分析

　　1.點(diǎn)位精度高

　　數(shù)字化測(cè)圖，在距離在300m以內(nèi)時(shí)測(cè)定地物點(diǎn)誤差約為±15mm，測(cè)定地形點(diǎn)高程誤差約為±18mm。電子速測(cè)儀的測(cè)量數(shù)據(jù)作為電子信息可以自動(dòng)傳輸、記錄、存儲(chǔ)、處理和成圖。在這全過(guò)程中原始測(cè)量數(shù)據(jù)的精度毫無(wú)損失，從而獲得高精度的測(cè)量成果。

　　2.便于圖件的更新

　　城市的發(fā)展加速了城市建筑物和結(jié)構(gòu)的變化，采用地面數(shù)字測(cè)圖能克服大比例尺白紙測(cè)圖連續(xù)更新的困難，當(dāng)實(shí)地房屋的改建擴(kuò)建、變更地籍或房產(chǎn)時(shí)，只需輸入有關(guān)的信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理就能方便地做到更新和修改，始終保持圖面整體的可靠性和現(xiàn)勢(shì)性。

　　3.增加了地圖的表現(xiàn)力

　　計(jì)算機(jī)與顯示器、打印機(jī)聯(lián)機(jī)，可以顯示或打印各種資料信息;與繪圖機(jī)聯(lián)機(jī)時(shí)，可以繪制各種比例尺的地形圖，也可以分層輸出各類專題地圖，滿足不同的用戶的需要。

　　4.方便成果的深加工利用

　　數(shù)字化測(cè)圖的成果是分層存放，不受圖面負(fù)載量的限制，從而便于成果的加工利用。比如EPSW軟件定義11層，房屋、電力線、鐵路、道路、水系、地貌等存于不同的層中，通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉不同的層得到所需的各類專題圖，如管線圖、水系圖、道路圖和房屋圖等。還能綜合相關(guān)的內(nèi)容補(bǔ)充加工成城市規(guī)劃圖、城市建設(shè)圖、房地產(chǎn)圖、以及各類管理用圖。

　　5.可作為GIS的重要信息源地理信息系統(tǒng)(GIS)具有方便的信息查詢檢索功能、空間分析功能、以及輔助決策功能，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、辦公自動(dòng)化及人們?nèi)粘Ｉ钪卸加袕V泛的應(yīng)用。

　　四、RTK在數(shù)字測(cè)圖中的應(yīng)用分析

　　1.RTK 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

　　(1)傳統(tǒng)測(cè)量外業(yè)容易受到地形地形、氣候、季節(jié)等諸多因素的影響，使測(cè)量精度、作業(yè)速度都受到很大的限制，在能見(jiàn)度低，同時(shí)條件差的情況下，有些測(cè)量作業(yè)根本無(wú)法進(jìn)行，二GPS-RTK技術(shù)，解決了這個(gè)問(wèn)題。

　　(2)綜合測(cè)繪能力強(qiáng)，作業(yè)集成度高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。可勝任各種測(cè)量類外業(yè)工作。基準(zhǔn)站能夠?yàn)椴煌脩籼峁┒囗?xiàng)信息輸出，流動(dòng)站利用內(nèi)置軟件控制系統(tǒng)，在作業(yè)時(shí)，無(wú)需人工干預(yù)便可進(jìn)行整周未知數(shù)的動(dòng)態(tài)初始化解算，使輔助測(cè)量工作極大減少，作業(yè)進(jìn)度也自動(dòng)控制和記錄，從而使自動(dòng)化作業(yè)指揮系統(tǒng)的建立成為可能。

　　(3)操作簡(jiǎn)便，對(duì)作業(yè)條件要求不高，數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)能力強(qiáng)，與計(jì)算機(jī)、全站儀等測(cè)量?jī)x器通信方便。

　　(4)作業(yè)人員少，定位速度快，綜合效益高。GPS接收機(jī)僅需一個(gè)人操作，在待測(cè)點(diǎn)等待1-2秒即可獲得該點(diǎn)的坐標(biāo)，外業(yè)效率高;內(nèi)業(yè)便于計(jì)算機(jī)處理。節(jié)省了時(shí)間和人力。

　　2.RTK技術(shù)存在的問(wèn)題

　　(1)衛(wèi)星可見(jiàn)度問(wèn)題在不能被衛(wèi)星很好的覆蓋地區(qū)：高山峽谷深處、密集森林區(qū)、高樓林立區(qū)，RTK的使用受到限制。

　　(2)高程異常值問(wèn)題 RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但我國(guó)現(xiàn)有的高程異常圖在有些地區(qū)，尤其是山區(qū)，存在較大誤差，在有些地區(qū)都還是空白，這就使得將GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得相對(duì)困難，精度也不均勻。

　　(3)外界干擾問(wèn)題易受到障礙物如大樹(shù)、高大建筑物、大面積水域和高頻信號(hào)源地干擾，精度會(huì)受到影響。

　　(4)初始化的問(wèn)題在山區(qū)、林區(qū)、鬧市區(qū)作業(yè)時(shí)，GPS衛(wèi)星信號(hào)會(huì)被阻擋，容易造成失鎖，采用RTK作業(yè)時(shí)需要經(jīng)常重新初始化。

　　(5)電力供應(yīng)問(wèn)題 需要多快大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè)，在電力供應(yīng)缺乏或偏遠(yuǎn)作業(yè)區(qū)作業(yè)是要做好充分準(zhǔn)備。

　　3.應(yīng)注意的問(wèn)題

　　(1)各作業(yè)小組要注意分工協(xié)作，不要漏側(cè)重測(cè)。在RTK測(cè)量困難地區(qū)，應(yīng)利用全站儀補(bǔ)測(cè)。

　　(2)選擇基站是要考慮數(shù)據(jù)鏈能否正常工作，因?yàn)殡娕_(tái)功率一般比較低，又是 “近直線”方式傳播，所以要考慮距離和“視場(chǎng)”。一般基準(zhǔn)站選擇在靠近測(cè)區(qū)中央、位置較高的地方。

　　(3)RTK測(cè)量之前，一定要聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)，評(píng)定測(cè)量精度。

　　(4)在不“失鎖”的情況下，獲得待定點(diǎn)的固定解只需1-2s時(shí)間;否則要8-15s的時(shí)間。如果周?chē)嬖诟叽蠼ㄖ铩?qiáng)電流活反射性強(qiáng)的大面積水域等反射物，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)解算時(shí)間較長(zhǎng)甚至無(wú)法獲取固定雙差解的情況。

　　(5)個(gè)別地物或特征點(diǎn)無(wú)法直接測(cè)量時(shí)，可通過(guò)一定的幾何方法解決。

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