測繪工程畢業(yè)論文-rtk在房產(chǎn)平面控制測量中的應用及誤差分析

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　RTK在房產(chǎn)平面控制測量中的應用及誤差分析</p><p>　　RTK技術在房產(chǎn)平面控制測量中的應用及誤差分析</p><p>　　【摘要】本文從RTK技術與房產(chǎn)控制測量方面著

2、手，介紹了RTK技術的相關概念性質及其特點、房產(chǎn)控制測量的相關任務內容，實時動態(tài)測量技術在房產(chǎn)平面控制測量中的應用原理和工作步驟以及RTK測量誤差分析和相關建議。</p><p>　　【關鍵詞】RTK技術；房產(chǎn)平面控制測量；RTK測量誤差分析</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.引言1</

3、b></p><p><b>　　2.RTK技術1</b></p><p>　　2.1 RTK技術的概念1</p><p>　　2.2 實時差分測量1</p><p>　　2.3 RTK測量系統(tǒng)設備1</p><p>　　2.4 RTK技術特點2</p><p&

4、gt;　　3.房產(chǎn)平面控制測量2</p><p>　　3.1 目的和作用2</p><p>　　3.2 房產(chǎn)平面控制網(wǎng)的布設原則和要求3</p><p>　　3.3 房產(chǎn)平面控制測量精度要求......................................................................................

5、......... 3</p><p>　　4.RTK在房產(chǎn)平面控制測量中的應用原理3</p><p>　　5.RTK在房產(chǎn)平面控制測量中的工作流程3</p><p>　　5.1 基準站的選取3</p><p>　　5.2 求取坐標轉換參數(shù)4</p><p>　　5.3 檢驗RTK儀器4</p>

6、<p>　　5.4 RTK控制測量工作步驟4</p><p>　　5.5 數(shù)據(jù)處理和精度檢核4</p><p>　　5.6 工程案例4</p><p>　　6.RTK測量誤差分析及建議6</p><p>　　6.1 星歷誤差6</p><p>　　6.2 衛(wèi)星鐘誤差6</p>&l

7、t;p>　　6.3 相對論效應6</p><p>　　6.4 電離層折射誤差6</p><p>　　6.5 對流層折射誤差7</p><p>　　6.6、多路徑效應7</p><p>　　6.7 天線相位中心位置偏差7</p><p>　　6.8 觀測誤差7</p><p>&

8、lt;b>　　7.結語7</b></p><p><b>　　8.致謝8</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　隨著社會的不斷進步變化和科學技術的發(fā)展，測繪工作也有了翻天

9、覆地的變化，測量方式由傳統(tǒng)手動、半智能的測量工作過渡到了如今的全智能自動化。使得測量工作變得更加簡便、輕松，避免了大量的人力物力資源的浪費。而實時動態(tài)（real time kinematic, RTK）測量系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)GPS（global positioning system）測量技術發(fā)展過程中一個具有歷史性意義的突破，它以其高精度、高效率、全天候作業(yè)等優(yōu)點而受到廣大測繪工作者的喜愛。尤其是在現(xiàn)代化城市建設中隨著高樓大廈的不斷出現(xiàn)

10、，房地產(chǎn)權屬范圍的不斷變換和轉移處理過程中，以往常規(guī)的測量技術往往會受到時間、空間上的限制，已不能滿足測繪工作者的測量需要，RTK技術則彌補了這一缺陷，使其在房產(chǎn)控制測量中顯得越來越重要。</p><p><b>　　2.RTK技術</b></p><p>　　2.1RTK技術的概念</p><p>　　實時動態(tài)（RTK）測量系統(tǒng)是GPS測量和

11、數(shù)據(jù)傳輸兩項技術相結合而形成的體系，是把載波相位觀測量作為依據(jù)的實時差分GPS測量技術。</p><p><b>　　2.2實時差分測量</b></p><p>　　RTK測量技術在測量工作時按照儀器架設位置可分為基準站和用戶站，用于基準站上的GPS接收機一般都放在已知點上且是不能移動的，而用戶站可用于野外數(shù)據(jù)采集?；鶞收竞陀脩粽径加蠫PS接收機，在測量作業(yè)過程中，G

12、PS信號從衛(wèi)星分別傳送到用戶站和基準站。在實際測量工作中信號傳播過程中往往會受到大氣影響而產(chǎn)生誤差，信號在真空的中的傳播速度是固定的，然而它在空氣中傳播速度會受到溫度、密度等因素的影響，而這些誤差無法精確測定，而且空氣中其溫度和大氣壓強都是實時變化的，所以實際上基準站和用戶站的實際準確位置都無法測定。但是由于衛(wèi)星離地球的距離相對于基準站和用戶站之間的距離是非常遠的，因此可以當成信號從衛(wèi)星傳到基準站跟從衛(wèi)星傳到用戶站的路徑一樣，其誤差也一

13、樣，所以把這兩個誤差當作誤差常數(shù)就可以抵消，便可得到用戶站到基準站的一個距離向量，即三維坐標差。而基準站坐標已知，那么用戶站的坐標就是基準站坐標加上這個坐標差。這種方法就是差分。2.3 RTK測量系統(tǒng)設備　　RTK GPS測量系統(tǒng)按照軟硬件可劃分為GPS接收機、數(shù)據(jù)傳輸設備和RTK測量的軟件系統(tǒng)。其設備功能如表2-1所示：</p><p>　　表2-1 RTK測量系統(tǒng)設備組成表</p><

14、p>　　2.4 RTK技術的特點　　1）定位精度高</p><p>　　RTK工作時，只要在RTK有效的工作范圍內，便無需搬站，減少很多人為粗差出現(xiàn)的可能，并且坐標采集時的精度更是能達到厘米級，數(shù)據(jù)安全可靠。</p><p>　　2）觀測站之間無需通視</p><p>　　不僅要保持良好的通視環(huán)境，又要有良好的測量控制網(wǎng)結構，是傳統(tǒng)測量技術在實踐方面的局限性

15、，而RTK測量則不用滿足觀測站之間相互通視的條件，可以減少人力、物力資源的浪費，并且能夠節(jié)約時間提高工作效率。</p><p><b>　　3）觀測距離遠</b></p><p>　　在普通地形地勢下，RTK測量能夠完成以5-10km為半徑的測區(qū)，相對傳統(tǒng)控制測量而言，可以大幅度減少控制點的數(shù)量，在正常環(huán)境下一般幾秒鐘就可得到一點坐標，縮短了工作時間，大大提高了勞動效

16、率。</p><p><b>　　4）作業(yè)效率高</b></p><p>　　在以往傳統(tǒng)測量方法工作時，不僅所攜帶的儀器設備繁多，而且由于需不斷的搬站，對人力物力等均存在很大的損耗，更是由于人為輔助工作太多，大大增加粗差存在的概率，降低工作效率。而RTK每次設站，所覆蓋的范圍極大，并且所需的儀器設備也減少很多，觀測時間也只需要幾分鐘，在工作過程中更是很少出現(xiàn)粗差，大大

17、提高作業(yè)的效率。</p><p><b>　　5）全天候作業(yè)</b></p><p>　　GPS衛(wèi)星數(shù)量多數(shù)均勻分布，可以保證任何時間及地點所觀察到的數(shù)量最少是四，可以進行持續(xù)導航的全方位定位，且多數(shù)狀況天氣變化都不影響。</p><p><b>　　6）操作簡便</b></p><p>　　RTK

18、的操作更為簡便，對測量人員的門檻要求也大大降低，并且更是擁有強大的數(shù)據(jù)輸出輸入功能，數(shù)據(jù)處理更為簡便。儀器重量輕體積小，易于攜帶搬運的特點，這也能夠為觀測者減輕野外測量工作的勞動強度。</p><p>　　3.房產(chǎn)平面控制測量</p><p><b>　　3.1目的與作用</b></p><p>　　房產(chǎn)平面控制測量是建立房產(chǎn)平面控制網(wǎng)并測定其

19、控制點坐標的測量工作。其目的是建立高精度的、具備一定密度的、能夠長期保存穩(wěn)定使用的房產(chǎn)平面控制網(wǎng)。其作用是為房產(chǎn)要素測量提供起算數(shù)據(jù)，為房產(chǎn)測量工作提供一個高精度的控制框架和定位基準，并且盡量減小誤差的積累。隨著房地產(chǎn)權的不斷變化和城市的發(fā)展，房產(chǎn)測量的數(shù)據(jù)需實時更新，才能更好的滿足人們的需要，在這變更和修測的過程中，都必須要有一定的密度和精度、能夠長期使用保存的、穩(wěn)定的控制點作為起算數(shù)據(jù)。</p><p>　　

20、3.2房產(chǎn)平面控制網(wǎng)的布設原則和要求</p><p><b>　　1)布設原則</b></p><p>　　房地產(chǎn)平面控制網(wǎng)布設應遵循：從整體到局部、從高級到低級分級布網(wǎng)，也可越級布網(wǎng)。</p><p><b>　　2)基本要求</b></p><p>　　控制網(wǎng)該優(yōu)先選擇國家統(tǒng)一的平面坐標系，可減

21、少重復的測量工作；房產(chǎn)平面控制點間具有較高的相對精度；控制點有一定的分布密度；控制點要埋設長期固定的標志；控制點的坐標能夠保持穩(wěn)定；控制點應該選在遠離無線電發(fā)射源的空曠位置；控制點周圍不應有能夠太大干擾接收衛(wèi)星信號的東西，比如大型水庫、高樓大廈等。</p><p>　　3.3房產(chǎn)平面控制測量精度要求</p><p>　　房產(chǎn)平面控制測量基本精度要求，平面控制網(wǎng)處于末尾級別時，控制點間的點位

22、中誤差在±0.025m之間，最大不得超過±0.05m。房產(chǎn)地物點和要素點，控制點間的點位中誤差在±0.05m之間。</p><p>　　4.RTK在房產(chǎn)平面控制測量中的應用原理 GPS-RTK測量方式是當下最便捷以及普及程度相當高的一種測量技術，它是一種用觀察載波相位為觀測基礎的測量技術，RTK技術以GPS的相對定位概念為基礎進行延伸，其基本工作原理：在測量范圍內，選擇一已知

23、點作為固定站，連續(xù)觀測衛(wèi)星，同時詳細的記錄所得數(shù)據(jù)與信息，運用無線電設備，將所得數(shù)據(jù)實時傳送回用戶站，使用GPS接收相關信號，另外由無線接收設備將對基準站數(shù)據(jù)進行接收，然后按照相對定位的理論，及時計算出流動站的立體坐標和精確程度（也就是基準站與用戶流動站坐標差△α、△β、△γ，還有基準坐標獲得各點的WGS－84坐標，經(jīng)過坐標轉換參數(shù)計算出流動站各點的α、β、γ）。其工作原理如圖3-1所示：</p><p>　　觀

24、測數(shù)據(jù) 觀測數(shù)據(jù)</p><p>　　圖3-1 RTK工作原理圖</p><p>　　5.RTK的技術在房產(chǎn)平面控制測量中的工作流程</p><p><b>　　5.1基準站的選取</b></p><p>　　基站的選擇是至關重要的，因為它的好壞會直接影響到流動站勘測的工作速度和質量。基準站

25、應該選在地勢開闊且地面牢固、附近沒有很強的信號干擾的地方。另外還應該注意的是，基準站和流動站之間的距離要在1-10km范圍之內，以免影響到基準站的信號傳輸質量。</p><p>　　5.2求解坐標轉換參數(shù)</p><p>　　在實際運用RTK技術進行控制測量過程中，因為RTK一般采用的是WGS-84坐標系，所以需要建立WGS-84坐標與當?shù)刈鴺说南鄬P系，即求解坐標轉換參數(shù)。

26、 </p><p>　　5.3檢驗RTK儀器</p><p>　　RTK的精度直接影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|量和此次測量工作的質量，因此在每次測量之前進行檢核是很有必要的。檢核的時候，基站與流動站設置的問題能夠被及時的發(fā)現(xiàn)，也能檢驗RTK的精度是否符合要求。一般采用下列兩種方法：</p><p>　　一是定點檢測法。用RTK勘測定點坐標的控制點，把

27、得到的結果和已知的坐標相比較，就能知道它的精度能否符合要求。</p><p>　　二是重測比較法。將儀器初始化，并對測過的控制點重新測量，對比兩次的測量結果，即可達到檢驗的目的。</p><p>　　5.4 RTK控制測量工作步驟</p><p>　　先架設好三腳架，安裝好接收機，對中整平后，再打開手簿，新建一個文件夾，然后打開新建的文件夾，輸入各項參數(shù)后，最后進入

28、測量。</p><p>　　5.5數(shù)據(jù)處理和精度檢核</p><p>　　外業(yè)結束后，通過數(shù)據(jù)線將手薄與計算機相連，經(jīng)匹配的傳輸軟件將外業(yè)測量成果以文本的格式傳到計算機上，再通過平差處理，打印出控制點的測量成果，得到滿足規(guī)范的RTK測量準確度。</p><p><b>　　5.6工程案例</b></p><p><

29、b>　　1）工程概況</b></p><p>　　該項目的控制點位于廈門市海滄區(qū)，在天竺山西路的廈門市委黨校，是廈門市測繪與基礎地理信息中心建議的2006年布置的I級導線點，它的精度符合標準，可以作該項目的起算控制點。</p><p><b>　　2）RTK測量</b></p><p>　　在該測區(qū)內布設14個網(wǎng)點，在測區(qū)附近

30、有三個是已知點，在其中一個地勢開闊的已知點H001設置基準站，將手薄與基準相連接，在已知點上進行點校正，根據(jù)WGS-84坐標與當?shù)刈鴺说南鄬P系計算求得坐標轉換參數(shù)，最后分別測量其他未知點的三維坐標，控制網(wǎng)布設如圖5-1所示：</p><p><b>　　圖5-1 控制網(wǎng)</b></p><p><b>　　3）內業(yè)處理</b></p&g

31、t;<p>　　將數(shù)據(jù)導入電腦中，采用南方測繪公司提供的平差易軟件進行平差計算，在軟件中設置好各項參數(shù)，然后進行平差處理。成果如下表所示：</p><p>　　表5-1 平面點位誤差表</p><p>　　表5-2 平面點間誤差表</p><p>　　表5-3 控制點成果表</p><p>　　6.RTK測量誤差分析及建議<

32、;/p><p><b>　　6.1星歷誤差</b></p><p>　　衛(wèi)星星歷誤差是指采用計算衛(wèi)星天體運動的方法來提供衛(wèi)星空間位置與實際位置之間的偏差，計算衛(wèi)星天體運動的數(shù)據(jù)來源有兩種，即廣播星歷和實測星歷。</p><p><b>　　削弱星歷誤差的方法</b></p><p>　　在GPS的定位過

33、程中，由于衛(wèi)星星歷的誤差對其相鄰的兩個檢測站的影響非常大，因此，完全能夠用這兩個測站點的星歷上的誤差的相關性，對觀測到的測量值做差，用這種方式降低星歷誤差的影響，以此來獲取極度準確的坐標。</p><p>　　建立衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)獨立測軌，因為在某些對于用戶而言非常重要的時間段，美國極有可能降低與衛(wèi)星相關的某些參數(shù)的精準度，來阻礙用戶的活動，而且還會為某些特定用戶提供一些與衛(wèi)星星歷相關的準確數(shù)據(jù)?；谏鲜鲈?，用戶可以

34、采取有利措施實現(xiàn)獨立測軌以削弱星歷誤差。</p><p>　　采用軌道改進法，這種辦法的基本思想：經(jīng)過平差模式將計算衛(wèi)星天體運動方法中的衛(wèi)星軌道參數(shù)作為未知參數(shù)放進平差模式中，經(jīng)過平差就會求出觀測站的位置和軌道偏差的改正數(shù)。</p><p><b>　　6.2衛(wèi)星鐘誤差</b></p><p>　　由于衛(wèi)星位置隨著時間而改變，GPS測量是以精確

35、測時作為保障。當測量出衛(wèi)星傳輸信號到觀測站的時間，便得到了兩者間的距離。由此判斷，GPS的測量精度與時鐘誤差有著重要聯(lián)系。</p><p>　　減弱衛(wèi)星鐘誤差的方法，把每時每刻所看到的接收機鐘差的數(shù)值看成一個單獨的未知數(shù)，在處理數(shù)據(jù)時和未知參數(shù)時放到一起去求解。</p><p><b>　　6.3相對論效應</b></p><p>　　相對論效

36、應是依據(jù)衛(wèi)星種和接收機在不同的運動過程中而出現(xiàn)相對鐘誤差的現(xiàn)象。</p><p>　　要避免相對論效應產(chǎn)生的影響的方法：在生產(chǎn)衛(wèi)星鐘時預先把頻率降低4.449*10-10f，因為衛(wèi)星鐘的標準頻率為10.23MHz，所以廠家在生產(chǎn)時應把頻率降為10.23MHz*（1-4.449*10-10）=10.2299999945MHz。就可以使得衛(wèi)星鐘受到相對論效應影響后，衛(wèi)星鐘頻率變?yōu)闃藴暑l率10.23MHz。</p

37、><p>　　6.4電離層折射誤差</p><p>　　電離層折射誤差的產(chǎn)生與電離層有關，因為GPS信號在衛(wèi)星和接收機直接傳送時，需要經(jīng)過電離層，信號在電離層傳播時，速度會發(fā)生改變，信號經(jīng)過電離層的時間也會發(fā)生改變，該時間與光在真空中的速度相乘得到的距離，不再是衛(wèi)星到接收機的真實幾何距離。由此而來的偏差就是電離層折射誤差。</p><p>　　利用同步觀測值求差，假設用

38、兩臺接收器，從極限的兩斷進行分別觀測。并且去這兩組數(shù)據(jù)之間差，就可以降低電離折射的影響，如果兩個觀測站之間的距離比較近時，這樣，衛(wèi)星到兩個觀測站之間點刺波傳播過程的大氣層狀態(tài)基本一致，所以，同步檢測的之間的差會降低。</p><p>　　此外還可利用雙頻觀測量、電離層改正模型來削弱電離層折射誤差的效果。</p><p>　　6.5對流層折射誤差</p><p>　　

39、對流層直接接觸地面并從其表面攝取輻射熱能，溫度與高度呈負相關，當GPS信號穿過該層時，傳輸路徑不直，引起測量距離有偏差，這便是對流層折射誤差。</p><p>　　減少對流層折射偏差的辦法：在觀測站直接檢測它的氣象參數(shù)值，并且使用對流層模型進行修正；導入描述對流層影響的另外增加的待估參數(shù)值，在數(shù)據(jù)處理過程中一同取得；使用同步觀測數(shù)求解偏差。</p><p><b>　　6.6多路

40、徑效應</b></p><p>　　多路徑效應指接收天線能夠接受到其附近事物與地面反射的或常見的衛(wèi)星信號。信號疊加使得天線相位中心點出現(xiàn)了移動，進而使觀測量出現(xiàn)誤差。</p><p>　　削弱多路徑效應誤差的措施：選擇適當?shù)牡乩砦恢谩y站必須遠離對信號接受和發(fā)射產(chǎn)生干擾的地點。對接收機的要求，信號接收裝置應對某些干擾信號具備一定強度的抑制作用。</p><p

41、>　　6.7天線相位中心位置偏差</p><p>　　在觀測中，如果輸入信號的強弱有變化，天線中心的位置也會有著相應的變化，若信號輸入的方向有所變化，相位中心也會隨之變化，這樣就導致了在實際操作時的中心位置與概念上的中心位置有了差異，這種差異就稱作相位中心位置的偏差。</p><p>　　在具體觀察過程中運用同種規(guī)格的天線，在多個以上的觀測站上進行觀察同組衛(wèi)星，就能夠利用觀測求差方法

42、來減弱相位中心偏差的結果。</p><p><b>　　6.8觀測誤差</b></p><p>　　觀測誤差主要包括觀測信號分辨率誤差、接收機天線的安置誤差。對于信號分辨率造成的誤差，適當增加觀測時間，即可減弱其影響。</p><p>　　接收機天線相位中心相對測站中心位置的誤差，叫天線安置誤差。包括天線的安置、對中誤差及量取天線高誤差。在GP

43、S定位中，需仔細用心操作，盡可能避免這種誤差的影響。</p><p><b>　　7.結語</b></p><p>　　RTK技術以高效率、實時精確、高度自動化等優(yōu)點，漸漸取代了許多傳統(tǒng)的測量工作，不僅提高了工作效率，還節(jié)省了大量的人力物力資源。在這種發(fā)展形勢下，房產(chǎn)測繪工作也發(fā)生了巨大的變化，本文介紹了RTK技術在房產(chǎn)測量中的應用以及GPS數(shù)據(jù)采集精度誤差分析和相關

44、解決措施，從而提高了測量成果的精度和可靠性。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時間總是在我們不經(jīng)意的時候悄然而逝，從大一剛來學校時對大學的憧憬，到現(xiàn)在對于畢業(yè)的期待。在這大學四年的時間里，留下了許多值得回味的過去，不管是甜蜜的還是苦澀的，對于今后的我們而言都是一筆寶貴的財富。</p><p>　　這次的論文編寫過

45、程中，從論文的開題報告開始，在張高興老師耐心的輔導下讓我明確了論文方向，在完成過程中，張老師多次認真修改我的論文并及時的指出不足之處，使我的論文得以順利完成。張高興老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、和藹的教育方式，深深地感染了我，讓我獲益匪淺。在這里對于張老師悉心幫助表示誠摯的感謝。</p><p>　　同時也要感謝大學四年里所有任課老師的教育栽培以及所有領導的關懷。感謝陪我度過大學的舍友和所有同學，你們的存在更加豐富了我的大

46、學生活，給我留下了許多難忘的回憶。</p><p>　　此外還要感謝我的父母和親人，是他們的支持才能夠使我順利的完成學業(yè)。在今后的道路上，我會積極進取、奮發(fā)向上，實現(xiàn)自我的人生價值，以回報他們的養(yǎng)育之恩。</p><p>　　最后，在這里向所有的老師、同學以及所有關心我的親人表示衷心的感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b><

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52、he perspective of RTK technique and real estate controled survey,introduces the related notion, nature and characteristic of RTK technique ,the related tasks of real estate controled survey,the application principles of

53、RTK technique in real estate plane controled survey,the working steps of RTK technique, and the error analysis of data acquisition .this paper also gives some related suggestion about the application of RTK technique.<