GPS-RTK技术学校实习报告 指导老师：边占新老师姓 名：吴忠伟

班 级：

学 号： 80931 200908031019

2011-10-21

Rtk校园平面图

一、实习目的

通过实习进一步深入了解GPS原理以及在测绘中的应用,巩固课堂所学的知识.熟练掌握GPS仪器的使用方法,学会GPS进行控制测量的基本方法并掌握GPS数据处理软件的使用方法。

二、实习地点

石家庄铁路职业技术学院

三、实习内容

校园平面图.

四、实验原理

GPS定位的原理是GPS 卫星发射的测距信号和导航电文,导航电文中含有卫星位置的信息,用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星,测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离,并解算出卫星的空间位置,根据距离交会法求测站点坐标.其基本思想为:在基准站上安置一台GPS 接收机,对所有可见卫星进行连续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,用户站在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据,实时计算测站点的三维坐标。

五、实习过程:

5.1. 参考站要求

参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。

5.1.1周围应视野开阔，截止高度角应超过15度,周围无信号反射物（大面积水

域、大型建筑物等），以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰。

5.1.2．参考站应尽量设置于相对制高点上，以方便播发差分改正信号。

5.1.3．参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外，要远离高压输电线路、通讯线路50米外。

5.1.４．RTK作业期间，参考站不允许移动或关机又重新启动，若重启动后必须重新校正。

根据以上要求在校园里选择合适的已知点,将天线架设是该点做为基准站,连上电缆,注意正负极要正确(红正黑负),确认无误后,方可开机.打开主机和电台，主机开始自动初始化和搜索卫星，当卫星数和卫星质量达到要求后（大约１分钟），主机上的ＤＬ指示灯开始５秒钟快闪２次，同时电台上的ＲＸ指示灯开始每秒钟闪１次。这表明基准站差分信号开始发射，整个基准站部分开始正常工作。

5.2移动站要求

5.2.１．将移动站主机接在碳纤对中杆上，并将接收天线接在主机顶部，同时将手簿夹在对中杆的适合位置。

5.2.２．打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后，主机上的ＤＬ指示灯开始１秒钟闪１次（必须在基准站正常发射差分信号的前提下），表明已经收到基准站差分信号。

5.2.３．打开手簿，启动工程之星软件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面上，如手簿冷启动后则桌面上的快捷方式消失，这时必须在Ｆlashdisk中启动原文件（我的电脑→Ｆlashdisk→ＳＥＴＵＰ→ERTKPro2.0.exe）。

5.2.４．启动软件后，软件一般会自动通过蓝牙和主机连通。如果没连通则首先需要进行设置蓝牙（工具→连接仪器→选中“输入端口：７”→点击“连接”）。

5.2.５．软件在和主机连通后，软件首先会让移动站主机自动去匹配基准站发射时使用的通道。如果自动搜频成功，则软件主界面左上角会有信号在闪动。如果自动搜频不成功，则需要进行电台设置（工具→电台设置→在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道→点击“切换”）。

5.2.６．在确保蓝牙连通和收到差分信号后，开始新建工程（工程→新建工程），依次按要求填写或选取如下工程信息：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、四参数设置（未启用可以不填写）、七参数设置（未启用可以不填写）和高程拟合参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。

六、进行校正

利用控制点坐标库（设置→控制点坐标库）求四参数.

在控制点坐标库界面中点击“增加”，根据提示依次增加控制点的已知坐标和原始坐标，一般至少２个控制点，当所有的控制点都输入以后察看确定无误后，单击 “保存”，选择参数文件的保存路径并输入文件名，建议将参数文件保存在当前工程下文件名result文件夹里面，保存的文件名称以当天的日期命名。完成之后单击“确定”。然后单击“保存成功”小界面右上角的“OK”，四参数已经计算并保存完毕。方可进行测量。

七、实习总结

7 .1实习中遇到的问题能分析

在测量过程中突然收不到卫星信号,这种情况可能是流动站或基准站的电源没电或接收机的连线出现问题.在测量过程中突然显示单点定位可能是接收到的卫星数量不够而无法解算.在观测过程中手薄上的解算值始终不能固定,可能是流动站的选点有问题,周围可能有高压输电线,高大建筑物或在面积水域.

7.2误差分析及减小误差的方法

1 卫星星历误差，卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，其大小取决于卫星跟踪的数量及空间分布，观测值数量及精度．２接收机钟误差，减弱方法是的把每一个观测时刻接收机差当作一个独立未知参数在数据处理中与观测站的位置参数一并求解．３卫星信号传播误差，包括电离层和对流层时廷误差．４多路径误差，多路径误差是指卫星信号通过不同的路径传输到接收机天线．多路径效应不反与反射系数有关，也与反射物离测站的距离及卫星的信号方向有关，由于无法建立准确的误差改正模型，只能恰当的选择地点测量，避开信号反射物．５人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平。

7.3影响GPS基线解算结果因素的判别及应对措施

7.3.1影响GPS基线解算结果因素的判别

对于影响GPS基线解算结果因素，有些是较容易判别的，如卫星观测时间太短、周跳太多、多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大等；但对于另外一些因素却不好判断了，如:

1、起点坐标不准确。

2、基线起点坐标不准确的判别

对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，目前还没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。

3、卫星观测时间短的判别

关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以了，有些数据处理软件还输出卫星的可见性图，这就更直观了。

4、周跳太多的判别

对于卫星观测值中周跳太多的情况，可以从基线解算后所获得的观测值残差上来分析。目前，大部分的基线处理软件一般采用的双差观测值，当在某测站对某颗

卫星的观测值中含有未修复的周跳时，与此相关的所有双差观测值的残差都会出现显著的整数倍的增大。

5、多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大的判别

对于多路径效应、对流层或电离层折射影响的判别，我们也是通过观测值残差来进行的。不过与整周跳变不同的是，当路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大时，观测值残差不是象周跳未修复那样出现整数倍的增大，而只是出现非整数倍的增大，一般不超过1周，但却又明显地大于正常观测值的残差。

7.3.2应对措施

1、基线起点坐标不准确的应对方法

要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到；也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GPS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。

2、卫星观测时间短的应对方法

若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。

3、周跳太多的的应对方法

若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量；若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。

4、多路径效应严重

由于多路径效应往往造成观测值残差较大，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。

5、对流层或电离层折射影响过大的应对方法

7.3.3对于对流层或电离层折射影响过大的问题可以采用下列方法：

1.提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。

2. 分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。

3. 如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。

总的来说GPS控制网基线测量，基线长度较短的情况下( 10km左右，最大不超过20～30km)，GPS的轨道误差(星历误差)，太阳光压影响及美国SA技术基本对测量精度不发生影响(它只能影响单点定位和长基线测量结果)。

在作业过程中，在GPS接收机满足作业精度要求的情况下，测量的主要误差源是多路径误差、周跳和点位的对中误差。作业中应尽量避免它们的发生并减少其误差。

八、经验总结

总的来说，ＲＴＫ测量除了要有足够的卫星数和卫星具有良好的几何分布外，还要求基准站与流动站的数据通讯必须良好。

九、收获体会

通过这次实习使自己在课堂上学的模糊的理论知识得到了清晰的理解，同时也感到自己所学的理论知道的严重不足，在实习过程中又加强了理论知识的强化

使自己对这门学科又有了新的理解．我觉得这门学科应该是在实践中学习理论，但实践前的理论学习也是必不可少的。

 

第二篇：GPS RTK技术在工程测量中的应用

?166?四　川　测　绘　　　2001

年

GPSRTK技术在工程测量中的应用

王国祥,梅熙

(铁道部第二勘测设计院,四川成都　610031)

[摘　要]　本文以Trimble4700GPS接收机为例介绍了RTK作业仪器的配置及应用RTK

技术进行生产作业的过程。通过实例分析可得知:RTK技术可广泛应用于各项工程测量中。

[关键词]　RTK;　工程测量;　应用

[中图分类号]P22814　[文献标识码]　B　　[文章编号]1001-8379(2001)04-0166-02

THEAPPLICATIONOFGPSRTKTO

ENGINEERINGSURVEYING

WANGGuo2xiang,MEIXi

(TheSecondSurveyandDesignInstituteMinistryofRailway,Chengdu610031,China)

Abstract:TakingTrimble4700GPSreceiverasanexample,thispaperintroducestheinstrumentcon2figurationandoperatingprocessoftheRTKtechnology.Fromtheanalysisofthelivingexamples,wecanconcludethattheRTKtechnologycanbeappliedtodifferentkindsofengineeringsurveying.KeyWords:RTK(RealTimeKinematic);EngineeringSurveying;Application

　　RTK(RealTimeKinematic)技术又称载波相位

差分技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法,它可使实时三维定位精度达到厘米级。常规控制测量如三角测量、导线测量都要求点间通视,费时费工,而且精度不均匀,外业中不能实时知道测量成果和观测精度。GPS静态、快速静态相对定位测量能够进行各种高精度控制测量,它不需要点间通视,但是需要进行数据后处理,不能进行实时定位并知道定位精度,若内业后处理中发现精度不合要求则必须进行返工。而用RTK技术进行控制测量既能实时知道定位结果,又能实时知道定位精度,可大大提高作业效率。

c.如果知道地方坐标的投影关系及与WGS-84坐标的基准转换参数,可输入投影、基准转换参

数及地方平面直角坐标,TrimbleTSC1控制器可自动转换为WGS-84坐标;

d.利用基准站接收机观测几个小时,通过后处理软件求解该点的WGS-84坐标;

e.使用实时单点定位值,这个值可能有几十米的误差,所以还应进行点校正来减弱这种作法的不利影响。

在我们的实际应用中,基准站的WGS-84坐标一般是通过后三种方法获得。在实际工作中,我们在进行RTK测量前,该测区通常已进行了GPS控制网观测,利用TrimbleGeomaticsOffice软件

1　实施GPSRTK作业的仪器配置

以我院Trimble4700GPS接收机为例说明。1.1　GPSRTK基准站的设置

(1)基准站应安置在天空比较开阔的地方,应该能够看到高度角13°以上的天空。

(2)基准站的WGS-84坐标的精度好坏对RTK测量来说很重要。每10米的坐标误差可导致基线每公里1毫米的误差。基准站的WGS-84坐标可通过以下方法获得:

a.基准站设于WGS-84坐标已知点上;

b.如果测区进行过GPS控制测量,可以从先前的控制测量中获得;

收稿日期:2001-05-17

可求取基准转换参数,也可利用GPSurvey软件求得单点定位解。如果该测区没有进行过GPS控制网观测,我们可通过现场点校正的方法来求取基准转换参数。

(3)基准站的电台采用TRIMMARKIIe电台,在实时测量开始前,必须保证电台天线已和电台相连,否则电台会被烧坏。

(4)连接TSC1控制器到基准站接收机,建立项目、选择坐标系统,选取测量模式为TrimbleRTK,选取天线类型、电台类型,设置基准坐标,选取天线高测量方式。

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第24卷　第4期　　　　　　　　王国祥,梅熙　GPSRTK技术在工程测量中的应用?167?

112　GPSRTK流动站的设置(4)校正计算流程见图1。

流动站项目参数的设置与基准站相似,不同处在于:

(1)流动站的电台采用内置接收电台。

(2)为了达到厘米级的测量精度,流动站在进行测量前要进行初始化,初始化的方法有OTF、已知点、新点三种,4700接收机可采用OTF方式,即在运动中实现初始化。初始化时要求同步观测到5颗及以上卫星,当卫星数下降到4颗以下时,应重新进行初始化。

113　野外点校正

(1)GPS实测的坐标为WGS-84大地坐标系

坐标,而我们需要的是19xx年北京坐标系或者地方独立坐标系成果。在静态测量中,我们是通过与地方坐标控制点联测,并使用后处理软件来求取WGS-84坐标与地方坐标的转换关系,进而把GPS观测的WGS-84坐标成果转换为地方坐标成果。在RTK测量中如果该测区进行过静态控制网测量,我们可以直接采用后处理得到的转换关系。如果该测区没有进行过静态控制网测量,我们可以采用现场点校正的方法来求解转换关系。

(2)点校正有两种方法:a.如果知道基准转换参数和投影,TSC1控制器软件进行点校正去计算水平和竖向改正。因为当使用了基准转换参数后,在地方控制点和GPS获得的转换坐标间可能还存在小的差别,这些差别能够用辅助校正来减小,TSC1控制器使用点校正来计算这些改正,它们也就是平面和高程改正。平面改正去掉了地图投影中的尺度误差变形,高程改正把地方椭球高转换为正常高。b.如果不知道投影和基准转换参数,定义NoProjection/Nodatum,然后说明在点校正后要求网格或者地面坐标,当要求地面坐标时,必须输入参考高程(测区平均高程)。控制器软件利用提供的控制点计算横轴墨卡托投影和三参数基准转换。参考高程用来计算投影的尺度因子以便地面坐标被计算到这个高程面上。

(3)提供不同的数据时,点校正输出项目见表1。

表1

投影有有无无

基准转换

有无有无

校正输出

平面和高程改正

转换参数,平面和高程改正横轴墨卡托投影,平面和高程改正横轴墨卡托投影,零基准转换,平面和高程改正

图1　校正计算流程图

2　GPSRTK作业过程

2.1　单点测量

(1)将天线安置在测量杆顶端置于观测点上。

(2)打开TSC1控制器电源,在主菜单上选Sur2vey(测量),将光标移至TrimbleRTK上按回车键,

再选择Measurepoints(测量点)。

(3)将Typefield设为Topopoint,再输入点名,代码,天线高。

(4)当状态行显示RTK=Fixed时,按[Mea2sure]键或回车开始观测。观测时间长短与跟踪的卫星数量,卫星图形精度,观测精度要求有关。当[Store]功能软键出现时,若满足要求按[Store]键存

储观测值,否则按[Esc]放弃观测。2.2　放样测量

(1)首先在TSC1控制器主菜单

Keyin中输入需放样的点、直线、曲线、边界、道路、横板、备注等

(下转第171页)

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第24卷　第4期　　　　　　王建武　CorelDRAW的Script语言及其在地图生产中的应用

GOTORETRY1ENDIF

IFMagentaVal>100ORMagentaVal<0THENBEEP

MESSAGE″品红色值要介于0到100之间″Magentaval=0GOTORETRY1ENDIF

IFYellowVal>100ORYellowVal<0THENBEEP

MESSAGE″黄色值要介于0到100之间″YellowVal=0GOTORETRY1

ENDIF

IFBlackVal>100ORBlackVal<0THENBEEP

?171?

MESSAGE″黑色值要介于0到100之间″BlackVal=0GOTORETRY1ENDIF

1ApplyUniformFillColor　CMYKcolortype,CyanVal,Magen2

taVal,YellowVal,BlackVal

　ENDIF　CANCELEXIT1:

ENDWITHOBJECTENDSUB

(上接第167页)

各项施工放样数据或控制要素。其它作业过程与单点测量相似。

(2)当初始化完成后,输入放样点或桩号,按[Start]或[Enter]键。这时在TSC1控制器面板上显示箭头图形及目前位置到被放样点的方位角和水平距离。观测者只需按箭头提示走向放样点。当观测者距放样点的距离小于设定值时,控制器显示屏上出现表示放样点的同心圆及表示天线中心的十字丝图形。当十字丝与圆心重合时,放样结束,这时可按[Measure]键进行该点实测。

　　注:表中较差为RTK实测的平面、高程成果与定测时

控制桩的平面、高程成果间较差。

3　GPSRTK作业应用实例与精度分析

RTK技术在我院得到了广泛的应用,使我们在

生产中取得了良好的效率,在此仅介绍两个实例。

3.1　碎部测量

20xx年1月我处承接了鹧鸪山隧道工程西洞口1∶500新增地形图补测工作。由于测区海拔3500米,地形非常复杂,植被茂密,通视条件差,若用常规测量方法是不可能在短时间内完成高精度的测图工作。我们采用了RTK技术共计4人(基准站1个,流动站3个),用了三天时间完成215Km2的1∶500地形图测量工作,为整个项目的设计工作顺利完成提供了保证。在测图工作中,我们用RTK对部分路线控制桩进行检测(我处已于20xx年8月完成了定测工作)。精度统计如表2。

表2

桩号

K4+700K4+710以上数据表明:用GPSRTK测量能够获得较高精度,完全满足1∶500地形图测图需求。3.2　中桩放样

20xx年3月洛湛铁路湖南境内某段中桩放样。该项目为改线中桩测量,共计5段,最长段为17公里,最短段为8公里。若用常规测量方法还需敷设5条附合导线,按1组5人,则最少需要40个组天。我们采用RTK技术,作业中基准站1人,流动站3人,共用15天就完成全部放样工作。在放样中,我们对改线段起终端部分控制桩均进行了复测。经检查,RTK放样精度能满足《新建铁路

(TB10101-99)中中桩放样精度限工程测量规范》

差要求。

4　结束语

综上所述,RTK技术较之常规测量有明显优势。RTK作业观测精度高且误差均匀,可实时知道观测结果和观测精度,作业误差相互独立,不积累,不传递

。RTK作业以其高效率还可广泛应用于航测外控,铁路、公路、电力的勘测设计和施工放样以及石油勘探、水文地质调查等领域。

[参考文献]

[1]　徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应

用[M].武汉测绘科技大学出版社,2000.

高程较差△H(mm)

-10-17[2]　TrimbleSurveyControllerReferenceManual(Volume1,

Volume2)。TrimbleNavigationLimited,U.S.A.2000.

平面坐标较差△X(mm)

3215△Y(mm)

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