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(jìn)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(jì)算機(jī)加工處理，獲得數(shù)字地形圖的方法，其實(shí)質(zhì)是一種全解析機(jī)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(jìn)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(diǎn);應(yīng)用分析

　　中圖分類號：P231.5 文獻(xiàn)標(biāo)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(shí)質(zhì)上是一種全解析機(jī)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(jì)算機(jī)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(jìn)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(shí)時動態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r地獲得測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。實(shí)時動態(tài)差分GPS系統(tǒng)主要包括3個部分: ①基準(zhǔn)站; ②流動站; ③數(shù)據(jù)鏈。基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在具有已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)位上,連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號,并將測站點(diǎn)坐標(biāo)、載波相位觀測值、偽距觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)等通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)出去,流動站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時接收來自基準(zhǔn)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(zhǔn)站和流動站之間的坐標(biāo)差值ΔX、ΔY、ΔZ。坐標(biāo)差加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)就可以得到流動站點(diǎn)的WGS84坐標(biāo),通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換得出流動站每個站點(diǎn)的平面坐標(biāo)x、y 和海拔高h(yuǎn)。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(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)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(jī),所以一般都是通過民用無線電臺來實(shí)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(jìn)行傳遞。

　　三、數(shù)字測圖主要特點(diǎn)分析

　　1.點(diǎn)位精度高

　　數(shù)字化測圖，在距離在300m以內(nèi)時測定地物點(diǎn)誤差約為±15mm，測定地形點(diǎn)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(dāng)實(shí)地房屋的改建擴(kuò)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(jì)算機(jī)與顯示器、打印機(jī)聯(lián)機(jī)，可以顯示或打印各種資料信息;與繪圖機(jī)聯(lián)機(jī)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(fù)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(bǔ)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(jì)、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(diǎn)

　　(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(jìn)行，二GPS-RTK技術(shù)，解決了這個問題。

　　(2)綜合測繪能力強(qiáng)，作業(yè)集成度高，易實(shí)現(xiàn)自動化?？蓜偃胃鞣N測量類外業(yè)工作?；鶞?zhǔn)站能夠?yàn)椴煌脩籼峁┒囗?xiàng)信息輸出，流動站利用內(nèi)置軟件控制系統(tǒng)，在作業(yè)時，無需人工干預(yù)便可進(jìn)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(jìn)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(qiáng)，與計(jì)算機(jī)、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(jī)僅需一個人操作，在待測點(diǎn)等待1-2秒即可獲得該點(diǎn)的坐標(biāo)，外業(yè)效率高;內(nèi)業(yè)便于計(jì)算機(jī)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(yuǎn)作業(yè)區(qū)作業(yè)是要做好充分準(zhǔn)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(bǔ)測。

　　(2)選擇基站是要考慮數(shù)據(jù)鏈能否正常工作，因?yàn)殡娕_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(zhǔn)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(diǎn)，評定測量精度。

　　(4)在不“失鎖”的情況下，獲得待定點(diǎn)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(qiáng)電流活反射性強(qiáng)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(diǎn)無法直接測量時，可通過一定的幾何方法解決。

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