rtk測量實(shí)習(xí)報(bào)告范文
rtk測量實(shí)習(xí)報(bào)告范文
一、實(shí)習(xí)目的
正確認(rèn)識和理解RTK定位技術(shù)，學(xué)會并掌握RTK在工程上的放樣過程。 RTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時處理。流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動狀態(tài)。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 系統(tǒng)正常工作要具備以下三個條件：第一，基準(zhǔn)站和移動站同時接收到5顆以上GPS衛(wèi)星信號；第二，基準(zhǔn)站和移動站同時接收到衛(wèi)星信號和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號；第三，基準(zhǔn)站和移動站要連續(xù)接收 GPS 衛(wèi)星信號和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號。即移動站遷站過程中不能關(guān)機(jī)，不能失鎖。否則RTK須重新初始化。
二、實(shí)習(xí)組織及時間安排
20XX年xx月xx日至20XX年xx月xx日
三、實(shí)習(xí)任務(wù)
1、了解和掌握RTK的基本原理和作業(yè)模式。
2、利用RTK進(jìn)行點(diǎn)的放樣。
3、了解RTK的優(yōu)點(diǎn)和局限性。
1）啟動基準(zhǔn)站。將基準(zhǔn)站架設(shè)在上空開闊、沒有強(qiáng)電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點(diǎn)上，正確連接好各儀器電纜，打開各儀器。將基準(zhǔn)站設(shè)置為動態(tài)測量模式。
2）建立新工程，定義坐標(biāo)系統(tǒng)新建一個工程，即新建一個文件夾，并在這個文件夾里設(shè)置好測量參數(shù)[如橢球參數(shù)、投影參數(shù)等]。這個文件夾中包括許多小文件，它們分別是測量的成果文件和各種參數(shù)設(shè)置文件，如*.dat、*.cot、*.rtk、*.ini等。
3）點(diǎn)校正 CPS 測量的為 WCS -84 系坐標(biāo)，而我們通常需要的是在流動站上實(shí)時顯示國家坐標(biāo)系或地力獨(dú)立坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，這需要進(jìn)行坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，即點(diǎn)校正。點(diǎn)校正可以通過兩種方式進(jìn)行。
A、在已知轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果有當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系統(tǒng)與 WCS-84 坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換七參數(shù)，則可以在測量控制器中直接輸入，建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。如果上作是在國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行，而且知道橢球參數(shù)和投影方式以及基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，則可以直接定義坐標(biāo)系統(tǒng)，建議在 RTK 測量中最好加入 1-2 個點(diǎn)校正，避免投影變形過大，提高數(shù)據(jù)可靠性。
B、在不知道轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果在局域坐標(biāo)系統(tǒng)中工作或任何坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行測量和放樣工作，可以直接采用點(diǎn)校正方式建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式，平面至少 3 個點(diǎn)，如果進(jìn)行高程擬合則至少要有 4 個水準(zhǔn)點(diǎn)參與點(diǎn)校正。
4）流動站開始測量
A、單點(diǎn)測量：在主菜單上選擇“測量”圖標(biāo)打開，測量方式選擇“RTK”, 再選擇“測量點(diǎn)”選項(xiàng)，即可進(jìn)行單點(diǎn)測量。注意要在“固定解”狀態(tài)下，才開始測量。單點(diǎn)測量觀測時間的長短與跟蹤的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星圖形精度、觀測精度要求等有關(guān)。當(dāng)“存儲”功能鍵出現(xiàn)時，若滿足要求則按“存儲”鍵保存觀測值，否則按“取消”放棄觀測。
B、放樣測量：在進(jìn)行放樣之前，根據(jù)需要“鍵入”放樣的點(diǎn)、直線、曲線、 DTM 道路等各項(xiàng)放樣數(shù)據(jù)。當(dāng)初始化完成后，在主菜單上選擇“測量”圖標(biāo)打開，測量方式選擇“RTK”,再選擇“放樣”選項(xiàng)，即可進(jìn)行放樣測量作業(yè)。在作業(yè)時，在手薄控制器上顯示箭頭及目前位置到放樣點(diǎn)的方位和水平距離，觀測值只需根據(jù)箭頭的指示放樣。當(dāng)流動站距離放樣點(diǎn)就距離小于設(shè)定值時，手薄上顯示同心圓和十字絲分別表示放樣點(diǎn)位置和天線中心位置。當(dāng)流動站天線整平后，十字絲與同心圓圓心重合時，這時可以按“測量”鍵對該放樣點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測，并保存觀測值。
3、利用RTK進(jìn)行點(diǎn)放樣
1）測前準(zhǔn)備：獲取 2~3 個控制點(diǎn)的坐標(biāo)（如果沒有已知數(shù)據(jù)可用靜態(tài) GPS 先進(jìn)行控制測量），解算或用相關(guān)軟件求出放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，檢查儀器是否能正常使用。
2）站的架設(shè)：將基準(zhǔn)站架設(shè)在較空曠的地方（附近無高大建筑物或高壓電線等）架設(shè)完后安裝電臺，連接好儀器后開啟基準(zhǔn)站主機(jī)，打開電臺并設(shè)置頻率。
3）建立新工程：開啟移動站主機(jī)，待衛(wèi)星信號穩(wěn)定并達(dá)到 5 顆以上衛(wèi)星時，先連接藍(lán)牙，連接成功后設(shè)置相關(guān)參數(shù)：工程名稱、橢球系名稱、投影參數(shù)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。
4）輸入放樣點(diǎn)：打開坐標(biāo)庫，在此我們可以輸入編輯放樣點(diǎn)，也可以事先編輯好放樣點(diǎn)文件，點(diǎn)擊打開放樣點(diǎn)文件，軟件會提示我們是對坐標(biāo)庫進(jìn)行覆蓋或是追加。
5）測量校正：測量校正有兩種方法：控制點(diǎn)坐標(biāo)求校正參數(shù)和利用點(diǎn)校正。第一中方法,利用控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(即計(jì)算校正參數(shù)的一個工具)的做法大致是這樣的:假設(shè)我們利用 A,B 這兩個已知點(diǎn)來求校正參數(shù)，那么我們必須記錄下 A,B 這兩個點(diǎn)的原始坐標(biāo)(即移動站在 Fixed 的狀態(tài)下記錄的這兩個點(diǎn)的坐標(biāo))，先在控制點(diǎn)坐標(biāo)庫中輸入 A 點(diǎn)的已知坐標(biāo)之后軟件會提示你輸入 A 點(diǎn)的原始坐標(biāo)，然后再輸入 B 點(diǎn)的已知坐標(biāo)和 B 點(diǎn)的原始坐標(biāo)，這樣就計(jì)算出了校正參數(shù)。第二種方法，利用校正向?qū)Ｕ朔椒ㄓ址譃榛鶞?zhǔn)站在已知點(diǎn)校正和基準(zhǔn)站在未知點(diǎn)的校正。
我們這里只說明一下基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)的校正方法。
A、利用一點(diǎn)進(jìn)行校正：步驟依次為工具--校正向?qū)?-基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)--輸入當(dāng)前移動站的已知坐標(biāo)——待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解--校正。
B、利用兩點(diǎn)校正：步驟依次為工具—校正向?qū)А鶞?zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)-輸入當(dāng)前移動站的已知坐標(biāo)—待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解—下一步—將移動站移到下一個已知點(diǎn)—輸入當(dāng)前移動站的已知坐標(biāo)—待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解--校正。
C、利用三點(diǎn)校正：與利用兩點(diǎn)校正相同，只是多增加了一個已知點(diǎn)，多重復(fù)了一遍。
6）放樣點(diǎn)：選擇測量--點(diǎn)放樣，進(jìn)入放樣屏幕，點(diǎn)擊打開按鈕目，打開坐標(biāo)管理庫，在這里可以打開事先編輯好的放樣文件，選擇放樣點(diǎn)，也可以點(diǎn)擊“增加”輸入放樣點(diǎn)坐標(biāo)。
4、RTK 的技術(shù)特點(diǎn)
1）工作效率高：在一般的地形地勢下，高質(zhì)量的 RTK 設(shè)站一次即可測完 4km 半徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測量儀器的設(shè)站次數(shù)，移動站一人操作即可，勞動強(qiáng)度低，作業(yè)速度快，提高了工作效率。
2）定位精度高：只要滿足 RTK 的基木工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)（一般為 4km ）RTK 的平而精度和高程精度都能達(dá)到厘米級。
3）全天候作業(yè)：RTK 測量不要求基準(zhǔn)站、移動站間光學(xué)通視，只要求滿足 “電磁波通視”，因此和傳統(tǒng)測量相比，RTK 測量受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測量看來難于開展作業(yè)的地區(qū)，只要滿足 RTK 的基木工作條件，它也能進(jìn)行快速的高精度定位，使測量工作變得史容易史輕松。
4）RTK 測量自動化、集成化程度高，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)：RTK 可進(jìn)行多種測量內(nèi)、外業(yè)工作。移動站利用軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動實(shí)現(xiàn)多種測繪功能，減少了輔助測量工作和人為誤差，保證了作業(yè)精度。
5）操作簡單、易于使用：現(xiàn)在的儀器一般都提供中文菜單，只要在設(shè)站時進(jìn)行簡單的設(shè)置，就可方便地獲得二維坐標(biāo)。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便地與計(jì)算機(jī)、其他測量儀器通信。
5、RTK的局限性和精度保障
RTK 也有其局限性，會影響到執(zhí)行上述測量任務(wù)的能力。了解其局限性可確保 RTK 測量成功。最主要的局限性其實(shí)不在于 RTK 本身，而是源于整個 GPS系統(tǒng)。如前所述，依靠的是接收兩萬多公里高空的衛(wèi)星發(fā)射來的無線電信號。 GPS相對而言，這些信號頻率高、信號弱，不易穿透可能阻擋衛(wèi)星和 GPS接收機(jī)之間視線的障礙物。
事實(shí)上，存在于 GPS接收機(jī)和衛(wèi)星之間路徑上的任何物體都會對系統(tǒng)的操作產(chǎn)生不良影響。有些物體如房屋，會完全屏蔽衛(wèi)星信號。因此,GPS不能在室內(nèi)使用。同樣原因, GPS也不能在隧道內(nèi)或水下使用。有些物體如樹木會部分阻擋、反射或折射信號。GPS信號的接收在樹林茂密的地區(qū)會很差。樹林中有時會有足夠的信號來計(jì)算概略位置，但信號清晰度難以達(dá)到厘米水平的精確定位。因此，RTK 在林區(qū)作業(yè)有一定的局限性。
這并不是說，GPS RTK只適用于四周對空開闊的地區(qū)。RTK測量在部分障礙的地區(qū)也可以是有效而精確的。其奧秘是能觀測到足夠的衛(wèi)星來精確可靠地實(shí)現(xiàn)定位。在任何時間、任何地區(qū)，都可能會有 7 到 10 顆 GPS 衛(wèi)星可用于 RTK 測量。RTK系統(tǒng)的工作并不需要這么多顆衛(wèi)星。如果天空中有 5 顆適當(dāng)分布的衛(wèi)星，就可作精確可靠的定位。有部分障礙的地點(diǎn)只要可以觀測到至少5顆衛(wèi)星，就有可能做 RTK 測量。在樹林或大樓四周作測量時，只要該地留有足夠的開放空間，使 RTK系統(tǒng)可觀測到至少5顆衛(wèi)星， RTK測量就有成功的條件。在論述 RTK技術(shù)的原理時，我們知道,RTK測量的關(guān)鍵是確定整周未知數(shù)，能否連續(xù)地、可靠地接收基準(zhǔn)站播發(fā)的信號，是RTK 能否成功的決定因素。在實(shí)際應(yīng)用中，來自各方面的干擾，降低了RTK 的可靠性和精度。 研究表明，為了保證地物點(diǎn)的測量精度，我們在選點(diǎn)時要采取以下措施:
1、點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收機(jī)設(shè)備、視野開闊、視場內(nèi)周圍障礙物高度角應(yīng)小于 15°(如可以選在最高建筑物的頂樓)。
2、點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站、微波通道等)，其距離不小于200 m；遠(yuǎn)離高壓電線，距離不小于50m。
3、點(diǎn)位附近不應(yīng)有大面積的水域或強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。
4、點(diǎn)位選擇要充分考慮到與其它測量手段聯(lián)測和擴(kuò)展。
5、點(diǎn)位要選在交通方便的地方，以提高工作效率。
6、點(diǎn)位要選在地面地基堅(jiān)硬的地方，易于點(diǎn)的保存。除此之外，為了保證地物點(diǎn)的測量精度，我們還要對接收機(jī)天線進(jìn)行校驗(yàn)，選擇有削弱多路徑誤差的各種技術(shù)的天線。同時，我們還要不斷利用新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以削弱各種誤差帶來的影響。
四、實(shí)習(xí)收獲和體會
鑒于這次的實(shí)習(xí)，對RTK實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)有了一定的了解。實(shí)習(xí)過程中有各種困難。對儀器操作的不熟悉，對3.0工程之星的運(yùn)用操作。所遇到的各種問題能及時向別人請教才能順利完成此次實(shí)習(xí)。RTK技術(shù)是GPS技術(shù)發(fā)展到目前階段的最新技術(shù)，由十它有著精度高、速度快、不需要通視等優(yōu)點(diǎn)，己經(jīng)迅速進(jìn)入測量中的眾多領(lǐng)域。應(yīng)用RTK進(jìn)行地籍測量，有著其它方法不可比擬的優(yōu)勢。在城鎮(zhèn)地籍測量中，拋開對RTK測量的干擾因素，RTK測量的速度將比全站儀的方法要快許多。研究證明，對于大范圍的地籍測量，GPS方法比常規(guī)方法更廉價(jià)和可行，生產(chǎn)效率將成倍提高。與采取全站儀相比，采用RTK技術(shù)在地籍界址點(diǎn)測量中也具有非常突出的優(yōu)勢：
1、采點(diǎn)速度快，由于RTK無須通視不受光學(xué)通視的限制，減少做控制和換站的工作量，所以采點(diǎn)速度快。
2、實(shí)現(xiàn)單人操作，節(jié)省勞動力。在保證基準(zhǔn)站安全的前提下，每臺流動站只需要一人。但是，RTK對與緊靠墻壁或建筑物的界址點(diǎn)，移動站是無法完全立于界址點(diǎn)上的，這樣就會存在對中誤差，影響測量精度。對于這樣的界址點(diǎn)往往需要使用其他測量手段。應(yīng)用RTK技術(shù)，使得工程放樣和地籍測繪的精度、作業(yè)效率和實(shí)時性達(dá)到最佳的融合。隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的增強(qiáng)，數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性，抗干擾性水平和軟件水平的提高，傳輸距離的增加,RTK 技術(shù)將在和工程放樣和地籍測量及其他領(lǐng)域得到更廣闊的應(yīng)用。
GPS RTK 技術(shù)己經(jīng)在測量和工程界產(chǎn)生了重大變革，帶來了空前的高效率。隨著RTK價(jià)格的降低，它將會被測量部門所普及，隨著RTK的廣泛使用，它將使GPS的應(yīng)用領(lǐng)域獲得極大地?cái)U(kuò)展，從根本上提高測量的質(zhì)量和作業(yè)效率。但是，對于RTK的不足之處還有待于改進(jìn)。對于雙星RTK和單星RTK的定位比較是一個很有突破的實(shí)踐研究課題，希望能有時間和儀器設(shè)備的前提下再一次挑戰(zhàn)自己，仔實(shí)習(xí)成產(chǎn)實(shí)踐中能學(xué)到更多更有利于自己的知識。
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