科技論文2000字
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科技論文2000字篇一
淺談GPS-RTK
摘要:數(shù)字測圖是利用RTK、全站儀或其他測量儀器在野外進行數(shù)字化地形數(shù)據(jù)采集,在成圖軟件的支持下,通過計算機加工處理,獲得數(shù)字地形圖的方法,其實質(zhì)是一種全解析機助測圖方法。本文結(jié)合GPS-RTK技術(shù)在數(shù)字測圖中的應(yīng)用,簡述GPS RTK的工作原理、參數(shù)轉(zhuǎn)換的求解方法及其精度評定,介紹了RTK技術(shù)在圖根控制測量和地形測圖中的應(yīng)用情況,并對此進行分析。
關(guān)鍵詞:數(shù)字測圖;控制測量;技術(shù)原理;測圖特點;應(yīng)用分析
中圖分類號:P231.5 文獻標識碼:A 文章編號:
一、數(shù)字化測圖理論概述
數(shù)字測圖系統(tǒng)實質(zhì)上是一種全解析機助測圖法,相對于傳統(tǒng)地形測量方法,數(shù)字測圖是一次測圖技術(shù)的革命。數(shù)字測圖以計算機為核心,在外連輸入輸出設(shè)備硬、軟件的支持下,對地理空間數(shù)據(jù)進行采集、輸入、成圖、輸出、管理的測繪系統(tǒng)。它分地形數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與成圖、繪圖與輸出三大部分。由于空間數(shù)據(jù)來源的不同,采用的儀器和方法也不同,數(shù)據(jù)采集的方法也不相同,如全站儀、RTK GPS野外地面數(shù)據(jù)采集法、航片數(shù)據(jù)采集法、原圖數(shù)字化數(shù)據(jù)采集,從而構(gòu)成不同的數(shù)字測圖系統(tǒng),如全野外數(shù)字測圖系統(tǒng),圖形數(shù)字化系統(tǒng),航測數(shù)字化成圖系統(tǒng)。
二、RTK定位技術(shù)原理介紹
RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r地獲得測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果。實時動態(tài)差分GPS系統(tǒng)主要包括3個部分: ①基準站; ②流動站; ③數(shù)據(jù)鏈?;鶞收窘邮諜C設(shè)在具有已知坐標的參考點位上,連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號,并將測站點坐標、載波相位觀測值、偽距觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)等通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)出去,流動站接收機在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時接收來自基準站的數(shù)據(jù),通過差分處理解求載波相位整周模糊度,得到基準站和流動站之間的坐標差值ΔX、ΔY、ΔZ。坐標差加上基準站坐標就可以得到流動站點的WGS84坐標,通過坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動站每個站點的平面坐標x、y 和海拔高h。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定位時要求基準站接收機實時地把觀測數(shù)據(jù)(偽距觀測值,相位觀測值)及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動站接收機,所以一般都是通過民用無線電臺來實現(xiàn),特殊的也可以通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞或者有線網(wǎng)絡(luò)進行傳遞。
三、數(shù)字測圖主要特點分析
1.點位精度高
數(shù)字化測圖,在距離在300m以內(nèi)時測定地物點誤差約為±15mm,測定地形點高程誤差約為±18mm。電子速測儀的測量數(shù)據(jù)作為電子信息可以自動傳輸、記錄、存儲、處理和成圖。在這全過程中原始測量數(shù)據(jù)的精度毫無損失,從而獲得高精度的測量成果。
2.便于圖件的更新
城市的發(fā)展加速了城市建筑物和結(jié)構(gòu)的變化,采用地面數(shù)字測圖能克服大比例尺白紙測圖連續(xù)更新的困難,當實地房屋的改建擴建、變更地籍或房產(chǎn)時,只需輸入有關(guān)的信息,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理就能方便地做到更新和修改,始終保持圖面整體的可靠性和現(xiàn)勢性。
3.增加了地圖的表現(xiàn)力
計算機與顯示器、打印機聯(lián)機,可以顯示或打印各種資料信息;與繪圖機聯(lián)機時,可以繪制各種比例尺的地形圖,也可以分層輸出各類專題地圖,滿足不同的用戶的需要。
4.方便成果的深加工利用
數(shù)字化測圖的成果是分層存放,不受圖面負載量的限制,從而便于成果的加工利用。比如EPSW軟件定義11層,房屋、電力線、鐵路、道路、水系、地貌等存于不同的層中,通過打開或關(guān)閉不同的層得到所需的各類專題圖,如管線圖、水系圖、道路圖和房屋圖等。還能綜合相關(guān)的內(nèi)容補充加工成城市規(guī)劃圖、城市建設(shè)圖、房地產(chǎn)圖、以及各類管理用圖。
5.可作為GIS的重要信息源地理信息系統(tǒng)(GIS)具有方便的信息查詢檢索功能、空間分析功能、以及輔助決策功能,在國民經(jīng)濟、辦公自動化及人們?nèi)粘I钪卸加袕V泛的應(yīng)用。
四、RTK在數(shù)字測圖中的應(yīng)用分析
1.RTK 技術(shù)的優(yōu)點
(1)傳統(tǒng)測量外業(yè)容易受到地形地形、氣候、季節(jié)等諸多因素的影響,使測量精度、作業(yè)速度都受到很大的限制,在能見度低,同時條件差的情況下,有些測量作業(yè)根本無法進行,二GPS-RTK技術(shù),解決了這個問題。
(2)綜合測繪能力強,作業(yè)集成度高,易實現(xiàn)自動化??蓜偃胃鞣N測量類外業(yè)工作?;鶞收灸軌驗椴煌脩籼峁┒囗椥畔⑤敵觯鲃诱纠脙?nèi)置軟件控制系統(tǒng),在作業(yè)時,無需人工干預(yù)便可進行整周未知數(shù)的動態(tài)初始化解算,使輔助測量工作極大減少,作業(yè)進度也自動控制和記錄,從而使自動化作業(yè)指揮系統(tǒng)的建立成為可能。
(3)操作簡便,對作業(yè)條件要求不高,數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲能力強,與計算機、全站儀等測量儀器通信方便。
(4)作業(yè)人員少,定位速度快,綜合效益高。GPS接收機僅需一個人操作,在待測點等待1-2秒即可獲得該點的坐標,外業(yè)效率高;內(nèi)業(yè)便于計算機處理。節(jié)省了時間和人力。
2.RTK技術(shù)存在的問題
(1)衛(wèi)星可見度問題在不能被衛(wèi)星很好的覆蓋地區(qū):高山峽谷深處、密集森林區(qū)、高樓林立區(qū),RTK的使用受到限制。
(2)高程異常值問題 RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確,但我國現(xiàn)有的高程異常圖在有些地區(qū),尤其是山區(qū),存在較大誤差,在有些地區(qū)都還是空白,這就使得將GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程的工作變得相對困難,精度也不均勻。
(3)外界干擾問題易受到障礙物如大樹、高大建筑物、大面積水域和高頻信號源地干擾,精度會受到影響。
(4)初始化的問題在山區(qū)、林區(qū)、鬧市區(qū)作業(yè)時,GPS衛(wèi)星信號會被阻擋,容易造成失鎖,采用RTK作業(yè)時需要經(jīng)常重新初始化。
(5)電力供應(yīng)問題 需要多快大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè),在電力供應(yīng)缺乏或偏遠作業(yè)區(qū)作業(yè)是要做好充分準備。
3.應(yīng)注意的問題
(1)各作業(yè)小組要注意分工協(xié)作,不要漏側(cè)重測。在RTK測量困難地區(qū),應(yīng)利用全站儀補測。
(2)選擇基站是要考慮數(shù)據(jù)鏈能否正常工作,因為電臺功率一般比較低,又是 “近直線”方式傳播,所以要考慮距離和“視場”。一般基準站選擇在靠近測區(qū)中央、位置較高的地方。
(3)RTK測量之前,一定要聯(lián)測已知點,評定測量精度。
(4)在不“失鎖”的情況下,獲得待定點的固定解只需1-2s時間;否則要8-15s的時間。如果周圍存在高大建筑物、強電流活反射性強的大面積水域等反射物,有時候會出現(xiàn)解算時間較長甚至無法獲取固定雙差解的情況。
(5)個別地物或特征點無法直接測量時,可通過一定的幾何方法解決。
參考文獻
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