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探究GPSRTK 技术在水利工程测量中的应用论文

GPS 技术作为一种全球卫星定位技术，不仅具有非常精密的三维导航能力与全球定位能力，同时还具有非常高的抗干扰性与保密性，RTK(实时动态差分法)是GPS 技术中一种较为常用的测量技术，由于GPS RTK 技术在实际应用中存在较高的潜力，所以在水利工程测量领域中应用对于测量工作的顺利进行可以起到重要作用。很多水利工程都建设在相对偏远的地区，这无疑为水利工程测量工作带来了非常大的困难，将GPS RTK 技术应用于水利工程测量中，可以使工程测量精度得到显著提高，其工程应用价值非常高。

1 GPS RTK 技术工作原理

GPS 技术目前已经在全球各领域中得到了广泛应用，RTK 技术也在水利工程测量中发挥出了非常关键的作用，可以为实际工作提供测量控制点坐标系的三维定位结果，按照该结果可以精确到厘米级。GPS 技术为RTK 技术提供了重要基础，二者在工程实际应用中均发挥着重要作用。RTK 技术以观测载波相位值为基础进行实时动态定位，它有效结合了GPS 技术与数据传输技术，可以为坐标系中观测点提供三维定位结果。通常情况下RTK 测量系统是由流动站接收机、基站接收机及数据链三部分组成的，利用该项技术进行测量，需要由流动站GPS 接收机采集信息，然后由GPS 接收机接收基准站发出的信号，对这些数据进行计算和处理，并采用整周模糊度求解技术对测量数据进行求解、处理，最终获得精确度达到毫米级的数据。

2 GPSRTK 技术在水利工程测量中的应用

控制测量中的应用

由于当前很多水利工程的位置都比较偏远，这些地区的高等级控制点比较少，工程测量过程中往往需要针对渠道与河道进行带状、横断面地形测量。传统到现场测量、水准测量方式在实际应用中很容易会受到天气、地形等相关因素的影响，并且多数工作均需要在外界进行，而利用RTK 技术大大减少了外业工作量，不仅省时省力，同时也节约了很多成本，仅需要在测区附近设置超过4 个高等级控制点即可完成测量。

地形测量中的应用

很多农田水利工程都需要现场选址，对小片地形进行测量，注意现场选址需要按照高层坐标等相关数据对具体位置进行确定。应用RTK 快速定位获得的坐标和数据可以充分满足现场测量要求，可以为定线、选址提供高精度的.数据资料。值得注意的是，应用RTK 技术进行地形测量不仅可以避免连续搬站造成的累积误差，同时其需要的测量人员也比较少，大大保证了碎部点点位的精度。

断面测量中的应用

当前很多水利工程和渠道均按照纵横断面图进行土石方量计算，然后在此基础上进行工程预算，于RTK 手簿中输入相应的设计线形之后，利用RTK技术可以将渠道横纵方向、渠道桩号与中线之间的距离，均提供给工作人员，以便于对断面高层点进行测量。

施工放样中的应用

利用常规方式放样一般要求通视情况良好，并且要同时有2~3 个人进行操作，这种全站仪放样是基于方向、距离的放样，方向设定好以后按照该方向前后移动。而RTK 放样直接获取放样坐标，利用电子手簿即可显示出与目标点之间的距离，同时还能进行直线、曲线放样。此外，该技术在拆迁放样中也起到了非常重要的作用，在拆迁房屋的过程中存在通视困难的问题，往往需要在拆迁线与建筑物之间的交叉点添加放样点，利用RTK 技术可以使该问题得到很好的解决。

3 GPSRTK 技术测量质量的保障措施

误差控制措施

随着近年来GPS RTK 技术在水利工程测量领域中的应用越来越广泛，测量误差问题也开始出现，一旦应用GPS RTK 技术测量时出现误差，应从GPS技术的角度着手进行误差控制，若卫星出现了错误，GPS 将会出现轨道误差，通常情况下水利工程测量中这种误差对测量值的影响是比较小的，甚至可以忽略不计。应用RTK 技术测量的过程中，若使用的天线出现了相位变化，这种情况下很容易会出现测量误差，这种情况下仅需校正天线即可实现误差控制。

提高工程测量质量的对策

要想提升水利工程测量质量，通常应从RTK 技术着手，其中最常见的就是已知点检核比较法，该方法利用RTK 技术测出测量点，然后以该点的三维坐标为基础，对这些坐标点进行比较检核，确定测量过程中误差的存在，然后采取措施进行控制。同时，重测比较法的应用也可以提升工程测量质量，该种方法是指确定精度较高的控制点，并对已经测量过的RTK 进行再次测量，对比原始数据与新数据，从中发现问题的所在，并利用有效措施进行解决。除此之外，还可以利用电台变频实时检测等方法提升工程测量质量。

结语：

综上，随着近年来GPS RTK 技术的快速发展，目前这项技术已经在水利工程测量领域得到了广泛应用，该技术的应用不仅可以提升工程测量精确度，同时还能有效保证测量效率的提高。实际工程测量过程中，很多因素都会对GPS RTK 技术的应用造成干扰，所以为了有效提升工程测量精确度，必须将基准站选址工作做好，确保数据切换的有效性，从而促进工程测量作业效率与质量的提升。

GPS在工程测量中的应用论文包头铁道职业技术学院毕业设计说明书(毕业论文)题目:GPS在工程测量中的应用学生姓名:徐冬学号:200921100028专业:工程测量技术班级:0901班指导教师:全志强GPS在工程测量中的应用摘要GPS技术是当今信息社会发展最快的技术之一,GPS定位技术以其速度快,精度高,全天候,不受通视条件限制、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。时至今日,可以说GPS定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立大地控制网。我们一般将应用GPS***技术建立的控制网叫GPS网。归纳起来大致可以将GPS网分为两大类:一类是全球或全国性的高精度GPS网,其主要任务是做为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架,为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务,或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。另一类是区域性的GPS网,包括城市或矿区GPS网,GPS工程网等,这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里,其主要任务是直接为国民经济建设服务。本文通过利用GPS对实地进行数据采集,并得出使用GPS测量具有效率高、费用省的结论。关键词:GPS网,全球定位系统,约束平差,GPS静态定位测量目录摘要 I第一章引言 3第二章GPS测量 5 5第三章 GPS网的布设 7 8 9第四章 GPS基线解算 11 12 13第五章 GPS基线向量网平差 14 、约束平差和联合平差 14 14第六章 结论 16参考文献 17致谢 GPS简介GPS即全球定位系统(GlobalPositioningSystem)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命[1]。全球定位系统(GlobalPositioningSystem)是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。按目前的方案,。21+3颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据,利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的点击阅读更多

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GPS在工程测量中的优化与应用探讨 摘要］鉴于GPS相对于全站仪等传统测量技术具有全天候、高精度、自动化、高效益等优势，本文通过对几个工程测量实例的实 施、对比及分析，就工程测量中如何对GPS技术进行优化与应用进行了探讨，并得出了相关结论。 ［关键词］GPS静态定位动态定位工程测量 定位技术的特点和优势 全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的 导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应 用领域正在不断地拓宽，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深 入人们的日常生活。经过近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以 全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信 赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航 和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学 科。GPS卫星全球定位系统的全面建成和发展，必将给导航和测绘行业 带来深刻影响。 定位技术在实际测量工作中的对比分析 自2003年单位引进4套美国TRIMBLE(天宝)5700 GPS双频接收 机（静态定位精度5mm+×D）以来，笔者一直从事GPS的定位和 测量工作。分别完成了朝阳区温榆河河道改造工程控制测量、海淀区莲 西商务楼竣工控制测量、顺义残疾人培训中心控制和数字地形测量、燕 山石化控制和数字地形测量、大安山矿区控制和数字地形测量、天津塘 沽滨海旅游度假村控制和数字地形测量、天津地铁勘察定位、京沪高速 铁路勘察定位、沈大客运专线勘察定位、外交部职工住宅楼勘察定位等 大小数十项工程的控制和测量工作。在近几年来的工程测量中，通常都 是天宝3602DR全站仪(测量精度±2''，±（2mm+2ppm×D））和天宝 5700GPS联合进行，两者相互配合，取长补短，弥补对方的不足，从而更 有效发挥各种仪器的使用价值。全站仪测量具有精度高，速度快等优 势，但是受通视条件影响较大，遇有障碍物时需多次转点，使其优势得 不到充分发挥；而GPS测量对通视条件则没有要求，但由于测量数据都 是通过接收卫星信号得来，只有保证仪器能够接收到足够的卫星信号， 才能保证测量成果，因此，它对仪器周边的建筑、构筑物要求较高。全站 仪测量经过几十年的发展，现在各个方面已经是十分成熟，而GPS测量 在国内刚开始不久，好多技术都在试验阶段，各方面都有待完善。虽然 这两种测量技术广泛运用在日常生活中，但两者在实际工程测量中应 用时，在满足国家规范的同时两者之间相对测量精度能达到多少，特别 是GPS测量相对业已成熟的主流的全站仪测量之间的测量误差，笔者 多方查询，各方面文献均未作出相关报道。我们一直试图通过各种方法 和手段，对两种测量之间的关系进行一些研究，希望能对今后的测量工 作起到一个指导和借鉴作用。通过多年的工程实践和试验，笔者选取了 几个比较有代表性的工程实例，对GPS测量和全站仪测量在测量成果 精度上作了一些对比、总结和探讨。 GPS静态定位（四等）和全站仪定位工程对比 静态定位基本上都是用在测量控制上，故本研究分别是朝阳区温 榆河河道改造工程控制测量和海淀区莲西商务楼竣工控制测量的控制 测量数据进行比较，主要比较两种定位方面的坐标成果数据，具体测量 数据如表1、表2所示。通过以上工程实例，可以看出现在的GPS静态 定位（四等）和全站仪定位精度已经很接近，平面和高程误差都能控制 在10mm之内，测距相对误差在7万分之一以上，都能够满足3等以下 导线测量和3等以下水准测量的测量规范和生产要求，但是GPS静态 定位比全站仪定位更高速、高效，应用范围更广阔，经济效益更加明显。 在市场竞争激烈的今天，GPS测量已经成为工程测量的首选手段。 GPS动态测量(RTK)和全站仪测量 动态测量一般用在精度要求较低的测量工程。如地形测量、勘察定 位等方面，本研究选用天津塘沽滨海旅游度假村控制，沈大客运专线勘 察定位和数字地形测量和外交部职工住宅楼勘察定位成果进行比较， 相关测量数据及比较结果如表3、表4和表5所示。通过以上工程实例， 可以看出GPS动态测量(RTK)与全站仪的平面误差基本上在250mm之 内，高程误差在50mm之内。能够满足工程勘察初勘平面误差 m，高 程误差5cm，详勘平面误差，高程误差5cm的规范要求，同时还 能满足常规地形测量1∶500比例尺以上地形测量的工程测量规范要求。 GPS动态测量可以很好避免全站仪测量时繁琐复杂的分级控制过程， 能够很好克服测量点之间的通视问题，能减少一半的测量人员，从而节 约大量工作时间、大幅提高测量工作效率。 在工程测量中的优化经验与思路 通过对以上的测量数据对比和经验总结，我们对GPS测量定位技 术的性能、精度和使用条件有了更进一步的了解，这对我们后续的许多 工程施工提供了很好的依据，我们可以针对不同的工程技术要求，制定 不同的施测方案，在确保工程质量的同时，最大限度降低生产成本，使 单位的经济效益得到大幅提高。后来进行的大兴黄 村动车段勘察定位工程中，施工场地建筑密集，通 视条件极差，我们根据设计规定平面误差不超过1米、高程误差不超过 10cm的技术要求，利用RTK动态定位技术，有效克服了测量点之间通 视不畅的问题，测量人员也从两个测量组减少到一个组，五百多个钻孔 定位在三天时间就全部完成。同样的工作量如果要使用常规全站仪定 位，在如此困难的施测条件下，两个测量组估计七天才能完成。 团河行宫数字地形测量工程也是利用前面的理论成果，我们因地 制宜的制定出相应的施测方案。根据场地位于交通条件极不便利的郊 区且场地附近没有控制点的情况，利用GPS静态定位从6公里外把城 区的控制点引测过来，然后再用RTK动态技术进行数字地形测量，一 个测量组两天时间就完成了1平方多公里的地形测量。如果用全站仪 测量，仅控制测量一项就需一个测量组工作四~五天，加上地形测量至 少要花费一周的时间。利用以上的测量结论，沈大客运专线勘察定位、 外交部职工住宅楼勘察定位等工程都在较短时间内快速、高效地完成， 充分验证了上述经验总结的正确性。 3.结论 通过多年来对GPS定位技术的应用，可以总结出以下几点： （1）测量成果相对精度高，质量可靠。点位范围可以方便地控制在 米之内，并且点与点之间误差均为随机误差，不会产生累积误差。 （2）定位系统可以全天候作业，不受视线通视影响。 （3）可实时提供定位点的坐标及其点位精度，方便快捷，定位情况 一目了然。 （4）野外作业简单，效率高，自动化程度高，大大减小了劳动强度， 可节约大量的人力物力资源。 （5）作业过程中的一些注意事项： a.测量定位前应该做好作业地区的星历预报分析，明确测量的最 佳时段，通常卫星数量少于6颗时，不宜进行作业。因为卫星数量过少， 会对观测结果产生较大影响，测量成果精度不高不说，还会给内业解算 带来许多麻烦。 b.静态观测时，对于空旷、无干扰的地区，至少要连续观测30分钟 以上；对于城市建筑密集、干扰众多地区，最少要观测1个小时以上，才 能确保外业观测质量。 动态测量(RTK)时一定要在初始化完成后，在卫星fixed(固 定)情况下测量，如果在float(浮动)情况下测量，结果差别很大，少则几十 公分，多的有近十米。 （6）有待进一步研究之处： GPS实时静态定位在变形测量（位移、沉降）中的应用，它和全站仪 定位之间的关系。 不同的解算软件对GPS定位结果的影响。 参考文献 ［1］中国有色金属工业协会主编《.工程测量规范》（GB50026-2007） ［M］.北京：中国计划出版社，2008. ［2］北京市测绘设计研究院主编《.全球定位系统城市测量技术规 程》（CJJ73-97）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997. ［3］李天文.GPS原理及应用［M］.北京：科学出版社，2003. ［4］胡伍生，高成发.GPS测量原理及其应用［M］.北京：人民交通出 版社，2002.

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