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文檔簡介
1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。GPS放樣操作步驟-論文摘要:本論文主要介紹GPS(RTK)的基本原理、系統(tǒng)組成、技術特點、誤差來源和使用方法及操作步驟,并利用GPS(RTK)在工程測量中進行點放樣、曲線放樣以及在地籍測量中進行界址點測量,對測量結果進行精度分析。通過對放樣點和界址點測量結果的精度分析,得出了GPS(RTK)的測量精度是可以達到工程放樣和界址點測量的精度要求的結論,并且通過工程實例說明了GPS(RTK)具有工作效率高、定位精度高、全天候作業(yè)、數(shù)據(jù)處理能力強和操作簡單易于使用等特點。通過本文的論述我們了解了如何使用GPS
2、(RTK)進行工程放樣和界址點測量,并為GPS(RTK)在工程放樣和界址點測量的可行性進行了論證,拓展了GPS(RTK)在測量領域的應用范圍,增強了使用GPS(RTK)的實際操作能力,為以后承擔更多的測量工作奠定了基礎。ABSTRACT:ThepresentpaperismainlyintroducedGPS(RTK)thebasicprinciple,thesystemcomposition,thetechnicalcharacteristic,theerrorsourceandtheapplicationmethodandthesequenceofoperation,andcarryona
3、lofting,thecurveloftingaswellasusingGPS(RTK)intheprojectsurveycarryontheboundarypointsurveyinthecadastration,carriesontheprecisionanalysistothemeasurementresult.Throughtotheloftingandtheboundarypointprecisionanalysis,hasobtainedtheGPS(RTK)measuringaccuracyismayachievetheprojectloftingandtheboundaryp
4、ointsurveyprecisionrequestconclusion,andexplainedthroughtheprojectexampleGPS(RTK)hastheworkingefficiencyhigh,thepointingaccuracyhigh,theall-weatherwork,data-handlingcapacitystrongandtheoperationsimpleeasytouseandsoonthecharacteristics.ElaboratedusthroughthisarticletounderstandhowusedGPS(RTK)tocarryo
5、ntheprojectloftingandtheboundarypointsurvey,andwasGPS(RTK)hascarriedontheproofintheprojectloftingandtheboundarypointsurveyfeasibility,hasdevelopedGPS(RTK)inthesurveydomainapplicationscope,strengthenedhasusedGPS(RTK)theactualoperationability,willundertakethemoresurveyingworkforlatertolaythefoundation
6、.Keywords:GPS(RTK);Projectlofting;Lofting;Curvelofting;Cadastration;Boundarypoint第1章緒論1.1概述全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)是由美國國防部聯(lián)合美國海、陸、空三軍為滿足其軍事導航定位而建立的無線電導航定位系統(tǒng)。其系統(tǒng)從1973年開始研究,到1993年完成全部工作衛(wèi)星組網(wǎng)工作。該系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成,衛(wèi)星分布在相隔60的6個軌道面上,軌道傾角55衛(wèi)星高度20200km,衛(wèi)星運行周期11h58m,這樣在地球上任何地點、任何時間都可以接收至少4顆衛(wèi)星運行定位。由于GPS具有實時提供三
7、維坐標的能力,因此在民用、商業(yè)、科學研究上也得到了廣泛應用。它不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導航與定位能力,而且具有良好的抗干擾性和保密性。從靜態(tài)定位到快速定位、動態(tài)定位,GPS技術已廣泛應用于測繪工作中。對于我們所熟知GPS,可以說它是測量史上的一次變革,它為我們提供了全天候、高精度、高效率的測量方法。但是GPS也有它自己的不足之處,比如說作業(yè)時間長、數(shù)據(jù)要進行內業(yè)處理等。RTK(RealTimekinematic)是GPS發(fā)展的最新成果,它彌補GPS原有的不足之處,它不僅具有GPS原有的全天候、高精度、無須光學通視的特點,而且還可以為測量提供實時的定位結果,可以說RTK的產(chǎn)生是GP
8、S應用的拓展,是測量方法的又一次突破,是測量史上的又一次變革。由于RTK能夠實時提供高精度的定位結果,所以有人又稱它為“GPS全站儀”。1.2RTK應用于工程放樣和界址點測量的分析本文將對RTK用于工程測量中的點放樣、曲線放養(yǎng)及地籍測量中的界址點測量做具體的闡述,由于RTK是利用高空中的衛(wèi)星進行定位的,在定位過程中是有很多干擾因素的存在的,加之RTK自身的不完善,這樣就會影響RTK的定位精度,對于RTK能否達到上述測量工作的精度要求,以及實際應用時能否方便的操作使用,對此,我們要對RTK進行點放樣、曲線放樣及界址點測量的可行性進行實例論證,并制定如下方按。為了論證RTK用于點放樣、曲線放樣,我
9、們制定了如下方案:首先用RTK進行點的放樣,并且放樣點的數(shù)量較多,在放樣完后,用高精度的全站儀對放樣點進行測量,并把全站儀測量的值看作為放樣點的真值,這樣我們對點坐標的設計值與全站儀的實際測量值進行對比并進行精度分析,由于放樣點較多,我們可以把這些點的點位中誤差作為RTK放樣的點位中誤差,并與工程測量規(guī)范的規(guī)定中誤差進行比較,看RTK的放樣點位精度能否達到要求。對于界址點的測量我們依然采取上述方法:先用RTK進行界址點測量,再用全站儀用一定的方法對界址點進行檢驗測測量,最后進行精度分析。對于分析的結果我們可以與地籍測量規(guī)范中的規(guī)定值進行比較,看測量結果能否達到要求。通過對分析結果的對比,我們得
10、出了RTK的測量精度是可以用于點放樣、曲線放樣及界址點測量的結論,這樣我們不僅有了RTK測量的理論依據(jù)還具備了RTK測量的實踐依據(jù),也為以后使用RTK進行測量工作奠定了基礎。由于RTK可以用于上述測量,我們以RTK的測量方法與傳統(tǒng)的測量方法進行比較,并通過對比說明RTK的特點。對于工程測量來說,工程放樣是必不可少的,一個較大的工程建設,含有大量的工程放樣工作,放樣質量的好壞直接影響到工程建設的質量,能否高質量,高效率的完成放樣工作是我們亟待解決的問題,而工程放樣中的最基本的放樣就是點放樣。放樣就是要求通過一定方法采用一定儀器把人為設計好的點位在實地給標定出來,過去采用的常規(guī)放樣方法很多,如經(jīng)緯
11、儀交會放樣、全站儀的邊角放樣等等,一般要放樣出一個設計點位時,往往需要來回移動目標,而且要2-3人配合操作。同時在放樣過程中還要求點間通視情況良好,有時放樣中遇到困難的情況會借助于很多方法才能實現(xiàn),在生產(chǎn)應用上效率不是很高。如果采用RTK技術放樣時,僅需把設計好的點位坐標輸人到電子手簿中,拿著GPS接收機,它會提醒你走到要放樣點的位置,既迅速又方便,由于RTK是通過坐標來直接放樣的,而且精度很高也很均勻,因而在外業(yè)放樣中效率會大大提高,且只需一個人操作。RTK工程放樣與“經(jīng)緯儀加鋼尺”或“全站儀”放樣相比,可以說是工程放樣的一次深遠的測量革命,它具有作業(yè)簡便、直觀、高效等諸多優(yōu)點。地籍測量是精
12、確測定土地權屬界址點的位置,同時測繪供土地和房產(chǎn)和管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖,并量算土地和房屋面積。常規(guī)的測量方法(如用經(jīng)緯儀、測距儀等)通常是先布設控制網(wǎng)點,這種控制網(wǎng)一般是在國家高等級控制網(wǎng)點的基礎上加密次級控制網(wǎng)點;最后依據(jù)加密的控制點和圖根控制點,測定界址點的位置并按照一定的規(guī)律和符號繪制宗地圖;這種測圖方法不僅要求測站點界址點通視,而且要求至少23人操作,作業(yè)效率較低;而利用RTK技術不僅可以高精度、快速地測定各級控制點的坐標,甚至可以不布設各級控制點,僅依據(jù)一定數(shù)量的基準控制點,便可以測定界址點。采用RTK技術用于地籍界址點測量,在宗地間指界過程中,就可以完成界址點的平面坐
13、標數(shù)據(jù)采集,并能得到厘米級甚至更高精度,提高了工作效率及經(jīng)濟效益。1.3本章小結通過本章的論述我們了解了GPS的產(chǎn)生為我們的生產(chǎn)、生活帶來了方便。RTK的產(chǎn)生是GPS發(fā)展的最新成果,本章通過對RTK應用于工程放樣中的點放樣和曲線放樣及地籍測量中的界址點測量的方按設計,說明了RTK用于上述測量的方法及如何對測量結果的精度進行檢驗。對傳統(tǒng)測量方法存在的問題進行論述,并結合RTK的技術特點,通過對比分析,說明了RTK用于點放樣、曲線放樣及界址點的測量的可行性進行及優(yōu)點,得出了RTK是可以用于上述測量的結論。第2章RTK的基本原理、誤差來源及作業(yè)過程2.1RTK的基本原理、誤差來源及作業(yè)過程高精度的G
14、PS測量必須采用載波相位觀測值,RTK定位技術就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術,它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果,并達到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下,基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù),還要采集GPS觀測數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內組成差分觀測值進行實時處理,同時給出厘米級定位結果,歷時不到一秒鐘。流動站可處于靜止狀態(tài),也可處于運動狀態(tài);可在固定點上先進行初始化后再進入動態(tài)作業(yè),也可在動態(tài)條件下直接開機,并在動態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后,即可進行每個歷元的實時處理,只要能保持5顆以上衛(wèi)星相
15、位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形,則流動站可隨時給出厘米級定位結果。RTK系統(tǒng)可應用于兩項主要測量任務,即測點定位和測設放樣。2.1.1RTK的基本原理、系統(tǒng)組成及工作條件1、RTK(RealTimeKinematic)技術是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術相結合的以載波相位測量為依據(jù)的實時差分GPS測量技術,是GPS測量技術發(fā)展里程中的一個標志,是一種高校的定位技術。它是利用2臺以上GPS接收機同時接收衛(wèi)星信號,其中一臺安置在已知坐標點上作為基準站,另一臺用來測定未知點的坐標移動站,基準站根據(jù)該點的準確坐標求出其到衛(wèi)星的距離改正數(shù)并將這一改正數(shù)發(fā)給移動站,移動站根據(jù)這一改正數(shù)來改正其定位結果,從而
16、大大提高定位精度。它能夠實時的地提供測站點指定坐標系的三維定位結果,并達到厘米級精度。RTK技術根據(jù)差分方法的不同分為修正法和差分法。修正法是將基準站的載波相位修正值發(fā)送給移動站,改正移動站接收到的載波相位,再解求坐標;差分法是將基準站采集到的載波相位發(fā)送給移動站,進行求差解算坐標。RTK的關鍵技術主要是初始整周期模糊度的快速解算數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)質完成實現(xiàn)高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院蛷娍垢蓴_性。RTK工作原理及模式如下圖2.1所示。圖2.1RTK工作原理2、RTK系統(tǒng)主要由三大部分組成:(1)基準站接收機(2)數(shù)據(jù)鏈(3)移動站接收機。3、RTK系統(tǒng)正常工作要具備以下三個條件:第一,基準站和移動站同
17、時接收到5顆以上GPS衛(wèi)星信號;第二,基準站和移動站同時接收到衛(wèi)星信號和基準站發(fā)出的差分信號;第三,基準站和移動站要連續(xù)接收GPS衛(wèi)星信號和基準站發(fā)出的差分信號。即移動站遷站過程中不能關機,不能失鎖。否則RTK須重新初始化。2.1.2RTK的誤差來源和測量精度1、RTK定位的誤差,一般分為兩類:同儀器和干擾有關的誤差。同儀器和干擾有關的誤差:包括天線相位中心變化、多路徑誤差、信號干擾和氣象因素;同距離有關的誤差:包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差。對固定基準站而言,同儀器和干擾有關的誤差可通過各種校正方法予以削弱,同距離有關的誤差將隨移動站至基準站的距離的增加而加大,所以RTK的有效作業(yè)半徑
18、是有限制的(一般為幾公里)。同距離有關的誤差的主要部分可通過多基準站技術來消除。但是其殘余部分也隨著移動站至基準站距離的增加而加大。(1)同儀器和干擾有關的誤差天線相位中心變化:天線的機械中心和電子相位中心一般不重合,而且電子相位中心是變化的,它取決于接收信號的頻率、方位角和高度角。天線相位中心的變化,可使點位坐標的誤差一般達到35cm。因此,若要提高RTK測量的定位精度,必須進行天線檢驗校正。多路徑誤:多路徑誤差是RTK測量中最嚴重的誤差,其大小取決于天線周圍的環(huán)境,一般為幾厘米,高反射環(huán)境下可超過lOcm。多路徑誤差可通過選擇地形開闊、不具反射面的點位、采用具有削弱多徑誤差的各種技術的天線
19、、基準站附近鋪設吸收電波的材料等措施予以削弱。信號干擾:信號干擾可能有多種原因,如無線電發(fā)射源、雷達裝置、高壓線等,干擾的強度取決于頻率、發(fā)射臺功率和至干擾源的距離。為了削弱電磁波幅射副作用,必須在選點時遠離這些干擾源,離無線電發(fā)射臺應超過200米,離高壓線應超過50米。氣象因素:快速運動中的氣象峰面,可能導致觀測坐標的變化達到1-2dm。因此,在天氣急劇變化時不宜進行RTK測量。(2)同距離有關的誤差軌道誤差:目前軌道誤差只有幾米,其殘余的相對誤差影響約為110,就短基線(lOkm)而言,對結果的影響可忽略不計,但是對2030km的基線則可達到幾厘米。電離層誤差:電離層引起電磁波傳播延遲從而
20、產(chǎn)生誤差,其延遲強度與電離層的電子密度密切相關,電離層的電子密度隨太陽黑子活動狀況、地理位置、季節(jié)變化、晝夜不同而變化,白天為夜間的5倍,冬季為夏季的5倍,太陽黑子活動最強時為最弱時的4倍。利用下列方法可使電離層誤差得到有效的消除和削弱:利用雙頻接收機將L1和L2的觀測值進行線性組合來消除電離層的影響:利用兩個以上觀測站同步觀測量求差(短基線);利用電離層模型加以改正。實際上RTK技術一般都考慮了上述因素和辦法。但在太陽黑子爆發(fā)期內,不但RTK測量無法進行,即使靜態(tài)GPS測量也會受到嚴重影響。太陽黑子平靜期,其誤差一般小于510。對流層誤差:對流層誤差同點間距離和點間高差密切相關,一般可達31
21、0。2、RTK測量采用求差分法降低了載波相位測量改正后的殘余誤差及接受機鐘差和衛(wèi)星改正后的殘余誤差等因素的影響,使測量精度達到厘米級,一般系統(tǒng)標稱精度為10mm+210。工程實踐和研究證明RTK測量能達到厘米級精度。有研究表明,RTK測量的平面精度在數(shù)據(jù)鏈信號接收半徑小于4km時可保持較高精度,用全站儀檢查其中誤差在5cm以內),大于4km時測量誤差明顯增大。另外作業(yè)時接收到的衛(wèi)星數(shù)目越少,RTK測量結果誤差越大,但只要能接收到5顆以上衛(wèi)星,得出的固定解就能達到儀器標稱精度。2.1.3RTK的技術特點1、工作效率高:在一般的地形地勢下,高質量的RTK設站一次即可測完4km半徑的測區(qū),大大減少了
22、傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的設站次數(shù),移動站一人操作即可,勞動強度低,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(一般為4km)RTK的平而精度和高程精度都能達到厘米級。3、全天候作業(yè):RTK測量不要求基準站、移動站間光學通視,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:RTK可進行多種測量內、外業(yè)
23、工作。移動站利用軟件控制系統(tǒng),無需人工干預便可自動實現(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,只要在設站時進行簡單的設置,就可方便地獲得二維坐標。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強,能方便地與計算機、其他測量儀器通信。2.1.4RTK的局限性和精度保障當然RTK也有其局限性,會影響到執(zhí)行上述測量任務的能力。了解其局限性可確保RTK測量成功。最主要的局限性其實不在于RTK本身,而是源于整個GPS系統(tǒng)。如前所述,GPS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。相對而言,這些信號頻率高、信號弱,不易穿透可能阻擋衛(wèi)
24、星和GPS接收機之間視線的障礙物。事實上,存在于GPS接收機和衛(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不能在室內使用。同樣原因,GPS也不能在隧道內或水下使用。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算概略位置,但信號清晰度難以達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,GPSRTK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)星來精確可靠地實現(xiàn)定位。在任何時間、任何地區(qū),都可能會
25、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顆適當分布的衛(wèi)星,就可作精確可靠的定位。有部分障礙的地點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技術的原理時,我們知道,RTK測量的關鍵是確定整周未知數(shù),能否連續(xù)地、可靠地接收基準站播發(fā)的信號,是RTK能否成功的決定因素。在實際應用中,來自各方面的干擾,降低了RTK的可靠性和精度。研究表明,為了保證地物點的測量精度,我們在選點時要采取以下措施:1、點位應設在易于安裝接收
26、機設備、視野開闊、視場內周圍障礙物高度角應小于15(如可以選在最高建筑物的頂樓)。2、點位應遠離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站、微波通道等),其距離不小于200m;遠離高壓電線,距離不小于50m。3、點位附近不應有大面積的水域或強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。4、點位選擇要充分考慮到與其它測量手段聯(lián)測和擴展。5、點位要選在交通方便的地方,以提高工作效率。6)點位要選在地面地基堅硬的地方,易于點的保存。除此之外,為了保證地物點的測量精度,我們還要對接收機天線進行校驗,選擇有削弱多路徑誤差的各種技術的天線。同時,我們還要不斷利用新的數(shù)據(jù)處理技術,以削弱各種誤差帶來的影響。2.1.5RTK的作業(yè)過
27、程1、啟動基準站將基準站架設在上空開闊、沒有強電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點上,正確連接好各儀器電纜,打開各儀器。將基準站設置為動態(tài)測量模式。2、建立新工程,定義坐標系統(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)設置文件,如*.dat、*.cot、*.rtk、*.ini等。3、點校正CPS測量的為WCS一84系坐標,而我們通常需要的是在流動站上實時顯示國家坐標系或地力獨立坐標系下的坐標,這需要進行坐標系之間的轉換,即點校正。點校正可以通過兩種方式進行。(1)在已知轉換參數(shù)的情況下。如果
28、有當?shù)刈鴺讼到y(tǒng)與WCS84坐標系統(tǒng)的轉換七參數(shù),則可以在測量控制器中直接輸入,建立坐標轉換關系。如果上作是在國家大地坐標系統(tǒng)下進行,而且知道橢球參數(shù)和投影方式以及基準點坐標,則可以直接定義坐標系統(tǒng),建議在RTK測量中最好加入1-2個點校正,避免投影變形過大,提高數(shù)據(jù)可靠性。(2)在不知道轉換參數(shù)的情況下。如果在局域坐標系統(tǒng)中工作或任何坐標系統(tǒng)進行測量和放樣工作,可以直接采用點校正方式建立坐標轉換方式,平面至少3個點,如果進行高程擬合則至少要有4個水準點參與點校正。4、流動站開始測量(1)單點測量:在主菜單上選擇“測量”圖標打開,測量方式選擇“RTK”,再選擇“測量點”選項,即可進行單點測量。注
29、意要在“固定解”狀態(tài)下,才開始測量。單點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。當“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。(2)放樣測量:在進行放樣之前,根據(jù)需要“鍵入”放樣的點、直線、曲線、DTM道路等各項放樣數(shù)據(jù)。當初始化完成后,在主菜單上選擇“測量”圖標打開,測量方式選擇“RTK”,再選擇“放樣”選項,即可進行放樣測量作業(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的方位和水平距離,觀測值只需根據(jù)箭頭的指示放樣。當流動站距離放樣點就距離小于設定值時,手薄上顯示同心圓和十字絲分別表示放樣點位置和天線中心位置。當
30、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”鍵對該放樣點進行實測,并保存觀測值。2.2本章小結通過本章的論述我們了解了RTK的基本原理、系統(tǒng)組成及工作條件。RTK的誤差來源有很多種,知道了它們的來源,對于我們采取一定的措施保證RTK的測量精度,提供了理論依據(jù)。RTK的技術特點是RTK優(yōu)于其他測量技術的概括。雖然RTK的系統(tǒng)是現(xiàn)代測量的最新成果,但它應有不足之處。了解了RTK的局限性,使我們知道了對于一些測量RTK也是受到限制的。RTK的作業(yè)過程是使用RTK的基本步驟,也是今后使用RTK所必須進行的操作,通過對作業(yè)過程的敘述,使我們初步掌握了RTK的使用方法。第3章利用RTK進
31、行點放樣和曲線放樣3.1利用RTK進行點放樣建筑物的形狀和大小是通過其特征點在實地上表示出來的。如建筑物的中心、四個角點、轉折點等。因此點放樣是建筑物和構筑物放樣的基礎。用RTK進行點位放樣同傳統(tǒng)放樣一樣,需要兩個以上的控制點,但不同的是傳統(tǒng)的方法是通過距離或方向來放樣定點,或用全站儀用兩點定向后放樣定點,而RTK是用23個控制點進行點校正,就可在無光學通視(電磁波通視)的條件下進行點位的放樣,這是傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的。3.1.1點放樣工程實例1、測前準備:獲取23個控制點的坐標(如果沒有已知數(shù)據(jù)可用靜態(tài)GPS先進行控制測量),解算或用相關軟件求出放樣點的坐標,檢查儀器是否能正常使用。2、站的架
32、設:將基準站架設在較空曠的地方(附近無高大建筑物或高壓電線等)架設完后安裝電臺,連接好儀器后開啟基準站主機,打開電臺并設置頻率。3、建立新工程:開啟移動站主機,待衛(wèi)星信號穩(wěn)定并達到5顆以上衛(wèi)星時,先連接藍牙,連接成功后設置相關參數(shù):工程名稱、橢球系名稱、投影參數(shù)設置、參數(shù)設置(未啟用可以不填寫),最后確定,工程新建完畢。4、輸入放樣點:打開坐標庫,在此我們可以輸入編輯放樣點,也可以事先編輯好放樣點文件,點擊打開放樣點文件,軟件會提示我們是對坐標庫進行覆蓋或是追加。5、測量校正:測量校正有兩種方法:控制點坐標求校正參數(shù)和利用點校正。第一中方法,利用控制點坐標庫(即計算校正參數(shù)的一個工具)的做法大
33、致是這樣的:假設我們利用A,B這兩個已知點來求校正參數(shù),那么我們必須記錄下A,B這兩個點的原始坐標(即移動站在Fixed的狀態(tài)下記錄的這兩個點的坐標),先在控制點坐標庫中輸入A點的已知坐標之后軟件會提示你輸入A點的原始坐標,然后再輸入B點的已知坐標和B點的原始坐標,這樣就計算出了校正參數(shù)。第二種方法,利用校正向導校正,此方法又分為基準站在已知點校正和基準站在未知點的校正。我們這里只說明一下基準站架設在未知點的校正方法。(1)利用一點進行校正:步驟依次為工具校正向導基準站架設在未知點輸入當前移動站的已知坐標待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解校正。(2)利用兩點校正:步驟依次為工具校正向導基準站架設在
34、未知點輸入當前移動站的已知坐標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輸入當前移動站的已知坐標待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解校正。(3)利用三點校正:與利用兩點校正相同,只是多增加了一個已知點,多重復了一遍。6、放樣點:選擇測量點放樣,進入放樣屏幕,點擊打開按鈕目,打開坐標管理庫,在這里可以打開事先編輯好的放樣文件,選擇放樣點,也可以點擊“增加”輸入放樣點坐標。本次工程點的設計坐標值見表3.1。表3.1點放樣設計坐標點號XY1207855.346300511.6432207859.553300520.7153207863.760300529.7874207867.96730
35、0538.8595207872.174300547.9306207876.381300557.0027207880.588300566.0748207884.796300575.1469207889.003300584.21810207893.210300593.2903.1.2點放樣的精度分析放樣完畢后,為了檢驗用RTK放樣點的精度。我們制定如下方案:用萊卡TC405對放樣點進行精確測量(由于測量的目的是檢驗RTK的點放樣精度,所以依然使用RTK所用來校正的基準點作為控制點進行定向,這樣可以減少誤差的疊加,并將全站儀的測量誤差忽略不計,即將全站儀的測量結果看作真值,與點的設計坐標值進行比較)
36、。點的設計坐標值用X,Y表示,全站儀實際測量值用X,Y表示,詳細數(shù)據(jù)見表3.2。表3.2點放樣設計值與檢驗值比較點號X(m)Y(m)X(m)Y(m)X(cm)Y(cm)點位誤差(cm)1207855.346300511.643207855.332300511.6731.4-33.32207859.553300520.715207859.561300520.693-0.82.22.33207863.760300529.787207863.742300529.8161.8-2.93.44207867.967300538.859207867.948300538.8851.9-2.63.2520787
37、2.174300547.930207872.184300547.940-1-11.46207876.381300557.002207876.379300557.0060.2-0.40.47207880.588300566.074207880.603300566.067-1.50.71.78207884.796300575.146207884.785300575.1561.1-11.59207889.003300584.218207889.018300584.218-1.501.510207893.210300593.290207893.195300593.3121.5-2.22.7來源:論文天
38、下論文網(wǎng)以全站儀所測定的坐標值為真值,那么2種方法所測得的坐標的差值即可認為是RTK測量的誤差。根據(jù)工程測量規(guī)范點位誤差5cm,可得如下結論。1、RTK測量結果與全站儀測量結果互差均在厘米級,其中互差最大為3.4cm,最小為0.4cm。2、若以全站儀測定的點位坐標為準,RTK放樣點點位誤差均在5cm以內,RTK放樣點點位相對于全站儀測定點位誤差按公式m=計算,結果為2.3cm。3、統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:若以全站儀測量結果為準,可以認為RTK測量結果的點位精度達到厘米級,需要指出的是各點位之間不存在誤差累計,克服了傳統(tǒng)測量技術的弊端,完全能滿足點的測設精度要求。4、但本次檢驗的結果是在全站儀測量誤差忽略
39、不計的情況下進行對比分析的,如果考慮到全站儀的誤差,放樣點有可能出現(xiàn)誤差大于5cm的情況,對于這樣的點誤差,誤差的原因可能是RTK系統(tǒng)自身的誤差,也可能是測量環(huán)境對RTK的影響產(chǎn)生的誤差,或許也是我們自身操作的不正確造成的,但最有可能的原因就是放樣時存在測量環(huán)境影響中的“多路徑誤差”或“信號干擾誤差”。5、對于上述誤差超限的點,我們可以根據(jù)誤差的原因,采取措施來消除或減小誤差,如:改變基準站的位置,選擇地形開闊的地點,遠離無線電發(fā)射源、雷達裝置、高壓電線等,或采用有削弱多路徑誤差的各種技術的天線等。對于誤差較大RTK又難以削弱其誤差的點我們可以采用其他的測設方法,如用經(jīng)緯儀和電子測距儀利用導線
40、點對RTK放樣的點進行測量,得出點的精確位置,再制作模板,標出點的正確位置。3.2利用RTK進行曲線放樣公路、鐵路、渠道、輸電線以及其他管道工程都屬于線型工程,他們的中線通稱為線路。這些線路實際上是由空間的直線段和曲線段組合而成。在線路方向發(fā)生變化的地段,連接轉向處的曲線稱為平曲線。平曲線有圓曲線和緩和曲線兩種。圓曲線是有一定曲率半徑的圓弧。3.2.1一般曲線放樣方法圓曲線放樣時,首先放樣曲線主要點,即ZY(直圓點)、QZ(曲中點)、YZ(圓直點)。為交點JD上實地測出的偏角,圓曲線半徑由設計給出。因而可以根據(jù)圖3.1幾何關系利用公式(3.1)、(3.2)、(3.3)、(3.4)計算出切線長,
41、曲線長,外矢距及切曲差四項曲線要素:圖3.1曲線要素圖T=tanR(3.1)L=R(3.2)E=R(sec-1)(3.3)q=2T-L(3.4)一般方法是根據(jù)曲線要素放樣出曲線主點,再用已放樣出的主點放樣出其他點,由于放樣時是依據(jù)已放樣的主點,這樣容易造成誤差的累積。常規(guī)儀器主點測設時,將經(jīng)緯儀置于交點JD上,以線路方向定向,即自JD起沿兩切線方向分別量出切線長T,即可定出曲線起點ZY和終點YZ,然后在交點上后視點ZY(或YZ),撥(180-)/2角,得分角線方向,沿此方向量出外矢距E,即得曲線中點QZ。在將儀器架設在ZY(或YZ)用極坐標法或偏角法進行曲線的詳細放樣。3.2.2曲線放樣工程實
42、例用RTK放樣曲線的準備工作與RTK的點的放樣一樣,如果曲線各點的坐標是已知數(shù)據(jù),則可按放樣點的方法進行曲線放樣。但是如果不知道曲線坐標,也可以將曲線條件輸入手簿,由手簿解算主點和細部點的坐標進行放樣。南方RTK所提供的解算軟件是按一定的里程進行解算坐標的,待坐標解算完畢后就可按點的放樣方法進行放樣。曲線要素如表3.3,曲線如圖3.2。表3.3曲線要素表JD偏角RTLEK100+000.00左偏右偏400.0052.66104.723.45150000圖3.2曲線放樣圖曲線主點及細部點坐標由計算得到,如表3.4。表3.4曲線主點及細部點設計坐標表里程XYZY(K99+947.34)207849
43、.407300507.275QZ(K99+999.70)207875.116300552.846YZ(K100+052.06)207894.657300601.382K99+950207850.856300509.507K99+960207856.168300517.980K99+970207861.256300526.583續(xù)表3.4曲線主點及細部點設計坐標表里程XYK99+980207866.147300535.310K99+990207870.808300544.157K100+0207875.247300553.117K100+10207879.460300562.186K100+20
44、207883.446300571.357K100+30207887.201300580.625K100+40207890.723300589.984K100+50207894.010300599.4283.2.3曲線放樣精度分析如前所述對該曲線進行放樣,同樣為了檢驗放樣點的精度我們同樣用全站儀對放樣點進行測量,并將測量結果近似看作放樣點的真值,曲線點的設計坐標值和全站儀測量的近似真值及兩組坐標的誤差如下表3.5。表3.5曲線設計值與檢驗值的比較表點號里程X(m)Y(m)X(cm)Y(cm)點位誤差(cm)1ZY(K99+947.34)207849.431300507.306-2.4-3.13.
45、92QZ(K99+999.70)207875.123300552.825-0.72.12.23YZ(K100+052.06)207894.665300601.374-0.80.81.14K99+950207850.849300509.4940.71.31.55K99+960207856.162300517.9700.611.26K99+970207861.261300526.608-0.5-2.52.57K99+980207866.133300535.2891.42.12.58K99+990207870.798300544.1601-0.319K100+0207875.245300553.11
46、40.20.30.410K100+10207879.462300562.190-0.2-0.40.411K100+20207883.456300571.365-1-0.81.312K100+30207887.201300580.61900.60.613K100+40207890.722300589.9760.10.80.814K100+50207894.009300599.4250.10.30.3來源:論文天下論文網(wǎng)我們得出了和點的放樣一樣的結論:1、RTK測量結果與全站儀測量結果互差均在厘米級,其中橫向最大誤差X為-2.4cm,縱向最大誤差Y為-3.1,點位互差最大為3.9cm,最小為0.3
47、cm。2、若以全站儀測定的點位坐標為準,RTK放樣點點位誤差均在5cm以內,RTK放樣點點位相對于全站儀測定點位中誤差按公式m=計算,結果為1.7cm。3、用RTK進行測設,曲線的橫向和縱向偏差完全可以滿足工程的要求,因其不存在誤差累計,所以已比常規(guī)儀器測設的精度高。4、如有誤差超限的點,我們同樣可以根據(jù)測量的條件,判斷出誤差的來源,對于放樣點存在與市區(qū)的工程,誤差多為“信號干擾誤差”,對于接近水域的地區(qū),則為“多路徑誤差”。5、對于誤差超限的點我們可以用靜態(tài)GPS進行測量后,制作摸板,標出正確的點位,也可以用經(jīng)緯儀和電子測距儀利用導線點進行測量,制作摸板,標出正確點位。3.3本章小結通過對本
48、章的論述,我們掌握了利用RTK進行點放樣和曲線放樣的具體方法,可說RTK高效、省時、省力的特點在本次工程放樣中表現(xiàn)的尤為突出,但通過我們的實際操作也發(fā)現(xiàn)了RTK的不足之處,測量時由于有時基準站或移動站接受機接受衛(wèi)星數(shù)目較少(少于5顆)時,會長時間不出現(xiàn)固定解,而只是處于浮動解的狀態(tài),這樣就會延長我們的作業(yè)時間,而且精度也很難到達要求。為了提高精度最好根據(jù)選星計劃選擇衛(wèi)星數(shù)日比較多,PDOP值比較小的時間段進行施測。對于達不到精度要求的點,也闡述了保障精度的方法。第4章利用RTK進行界址點測量4.1界址點及其精度要求我國實行土地的社會主義公有制,即全民所用制和勞動群眾集體所用制。土地產(chǎn)權是土地制
49、度的核心。土地制度對于土地權利的種種約束表現(xiàn)為土地產(chǎn)權的約束。土地產(chǎn)權也像其他產(chǎn)權一樣,必須有法律的認同并得到法律的保障。土地權屬是指土地產(chǎn)權的歸屬,是存在于土地之中的排他性完全權利。土地權屬界址包括界址線、界址點和界址標。所謂土地權屬界址線是指相鄰宗地的邊界線。有的界址線與明顯地物重合,如以圍墻、墻壁、道路、溝渠等。界址點是指界址線或邊界線的空間或屬性的轉折點。界址點坐標的是在某一特定的坐標系中利用測量手段獲取的一組數(shù)據(jù),即界址點地理位置的數(shù)學表達。它是確定宗地地理位置的依據(jù),是量算宗地面積的基礎數(shù)據(jù)。界址點坐標對實地的界址點起著法律上的保護作用。界址點坐標的精度,可根據(jù)測區(qū)土地經(jīng)濟價值和界
50、址點的重要程度來加以選擇。在我國,考慮到地域之廣大和經(jīng)濟發(fā)展不平衡,對界址點精度的要求也應有不同的等級。具體規(guī)定見下表4.1。表4.1地籍測量規(guī)范中對界址點的規(guī)定檔次界址點相對于鄰近控制點的點位中誤差/m適用范圍A10.05大、中城市的的繁華地區(qū)街道外(街坊)內的明顯界址點A20.10中、小城市(城鎮(zhèn))一般地區(qū)或大型工礦區(qū)、新型住宅區(qū)。街道(街坊)內部的隱蔽界址點。A30.25其他地區(qū)A40.50農村地區(qū)4.2界址點測量工程實例4.2.1界址點的確定1、界址點的確定:一般是在進行權屬調查時進行的。地籍調查表中詳細說明了宗地界址點實地位置的情況,并丈量了界址點的邊長,草編了宗地號,詳細地繪有宗地
51、草圖。這些資料都是進行界址點測量所必需的。2、界址點位置野外踏勘:踏勘時應有參加地籍調查的工作人員引導,實地查找界址點位置,了解各宗地的用地范圍,并在藍圖上(最好是現(xiàn)勢性強的大比例尺圖件)用紅筆清晰地標記出界址點的位置和宗地的用地范圍。如無參考圖件,則要詳細畫好踏勘草圖,對于面積較小的宗地,最好能在一張紙上連續(xù)畫上若干個相鄰宗地的用地情況,并充分注意界址點的公用情況。對于面積較大的宗地要認真地注記好四至關系和功用界址點的情況。在畫好的草圖上標記權屬主的姓名和草編宗地號。在未定界限附近則可選擇若干固定的地物點或埋設參考標志。測定時按界址點坐標的精度要求測定這些點的坐標值,待權屬界限確定后,可據(jù)此
52、來補測確認后的界址點坐標。這些輔助點也要在草圖上標注。3、踏勘后的資料整理:這里主要是指草編界址點號和制作界址點觀測及計算草圖。進行地籍調查時,一般不知道各地籍調查區(qū)內的界址點數(shù)量,只知道每宗地有多少界址點,其界址點編號只在本宗地進行。因此,在地籍調查區(qū)內統(tǒng)一編制野外界址點觀測草圖,并統(tǒng)一編上草編界址點號,在草圖上注記出與地籍調查表中相一致量邊長及草編宗地號和權屬主姓名。詳細情況見表4.2和表4.3。表4.2權屬調查表土地使用者名稱黑龍江工程學院性質全民上級主管部門黑龍江省教育廳土地坐落哈爾濱市道外區(qū)紅旗大街999號法人代表或戶主代理人姓名身份證號姓名身份證號電話號碼土地權屬性質國有土地使用權
53、預編地籍號地籍號所在圖幅號207.50-300.25宗地四至詳件見宗地草圖批準用途實際用途使用期限教育教育共有使用權情況說明表4.3界址點標示表界址標示界址點號界標種類界址間距(米)界址線類別界址線位置鋼釘水泥柱石灰柱噴油漆圍墻墻壁柵欄內中外15.5225.5395.8944.2653.78667.4874.183.9995.75105.45115.271264.21界址線鄰宗地本宗地起點號終點號地籍號指界人姓名簽章指界人姓名簽章日期12李紅張?zhí)?5/223李紅張?zhí)?5/234李紅張?zhí)?5/245李紅張?zhí)?5/256王成張?zhí)?5/267王常青張?zhí)?5/278王常青張?zhí)?5/289王常青張?zhí)?5
54、/2910王常青張?zhí)?5/21011張三張?zhí)?5/21112張三張?zhí)?5/2121張三張?zhí)?5/2界址調查員姓名張成元4.2.2界址點測量及宗地圖的繪制1、用RTK測量界址的過程與上述放樣時的操作相同在這里不再贅述,坐標如表4.4。表4.4界址點坐標表界址點號X(m)Y(m)1207846.327300505.1252207842.365300501.3213207836.612300501.4734207750.053300541.9125207747.379300545.1866207747.274300548.9727207775.866300610.0348207778.8423006
55、12.8019207782.745300613.09310207869.693300572.99511207873.352300568.86212207873.432300563.6182、宗地圖的測制宗地圖是描述宗地位置、界址點線和相鄰宗地關系的實地記錄。它是在地籍測繪工作的后階段,當對界址點坐標進行核對后,確認準確無誤,并且在其他的地籍資料也正確收集完畢的情況下,依照一定的比例尺制作的反映宗地實際位置的和有關情況的一種圖件。日常地籍工作中,一般逐宗實測繪制宗地圖。下圖為黑龍江工程學院內的中心花園宗地,宗地圖樣圖見圖4.1。圖4.1宗地圖4.3精度分析對于界址點的測量結果我們采用同樣方法,用全站儀對界址點進行檢驗測量,并將全站儀的測量結果近似的看作界址點的真值進行精度分析,詳細數(shù)據(jù)見表4.5。表4.5兩種儀器測量界址點的比較表界址點號X(m)Y(m)X(m)Y(m)X(cm)Y(cm)點位誤差(cm)全站儀測量RTK測量1207846.363300505.373207846.347300505.3551.61.82.42207842.372300501.553207842.365300501.5210.73.23.33207836.880300501.252207836.862300501.2631.8-1.12.14207750.
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