全站仪RTK与CORS系统测量精度分析.ppt

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1、全站仪、RTK与CORS系统测量精度分析 内容简介：论文选取了全站仪、RTK、CORS三种方法对测区进行测量，并进行数据分析，着重分析不同情况下三种不同方法的测量精度。引言 一、全站仪测量原理全站仪是一种光机电算一体化的高新技术测量仪，测距部分由发射、接受与瞄准组成的共轴系统完成，测角部分由电子测角系统完成，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化.三种测量方法原理 二、GPS-RTK测量原理GPS-RTK系统主要包括三个部分：基准站、流动站和数据链。其作业原理是：基准站接收机架设在已知或未知坐标的参考点上，连续接收所有

2、可视GPS卫星信号，基准站将测站点坐标、伪距观测值、载波相位观测值、卫星跟踪状态和接收机工作状态等通过无线数据链发送给流动站，流动站先进行初始化，完成整周未知数的搜索求解后，进入动态作业。流动站在接收来位整周模糊度，根据基准站和流动站的相关性，得出流动站的平面坐标x，y和高程h。三种测量方法原理 三、GPS-CORS测量原理CORS是利用全球导航卫星系统（GNSS）、计算机、数据通信和互联网络等技术，在一个城市、一个地区或一个国家范围内，根据需求按一定距离间隔，建立长年连续运行的若干个固定GNSS参考站组成的网络系统，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动的提供经过检验的不同类型的GP

3、S观测值、改正数、信息等其他有关GPS服务项目的系统。三种测量方法原理 原则（1）为保证卫星的连续观测和卫星信号的质量，要求测站上空尽可能开阔，在10 15高度角以上不能有成片的障碍物。（2）为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围200m内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。（3）为减少多路径效应的影响，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。（4）为便于以后观测作业和应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。（5）为研究RTK测量中随距离而产生的误差，在布设控制网时控制点间平面距离上有一定长度以保证能够用来研究RTK的精度变化情

4、况。控制网的布设 平面控制网由于测量范围内并没有已知的坐标系控制点，考虑实际应用的一般性，在区间内布设假定坐标系平面控制网，选取WGS-84参考椭球作为基准。起始坐标采用假定坐标，在WGS-84坐标系的基准下进行基线的解算与平差处理。控制网的布设精度参照全球定位系统(GPS)测量规范(GB18134-2001)中E级网要求进行施测。控制网的布设平面控制网网图点名X坐标Y坐标rms（mm）dx(mm)dy(mm)GPS6150998.817132385.8230.5930.4020.436GPS1150625.888132322.8289.3787.4975.635GPS5150987.2651

5、32454.7068.5874.8027.118GPS7151167.065132663.12611.6977.9428.588G141151293.589132782.1390.0000.0000.000GPS2150516.929132446.5607.2015.0245.159GPS3150814.358132829.96811.1417.5108.229GPS4150802.732133072.9800.0000.0000.000平差结果表 高程控制网控制网高程系的选取是进行高程控制网施测的前提依据。目前我国使用的主要是1956黄海高程系和1985国家高程基准。各地区自己也建立了适合本

6、地区的地方高程系统。在建立高程控制网时应当尽量收集测区内的已有的与国家高程系统连测的水准点资料，将布设的高程控制网与已知水准点连测，以取得控制网的国家高程。在目前测区内无国家高程水准点的情况下，可先建立永久性高程点，作为实验用高程控制网的起算点以备日后与国家水准点连测。控制网的布设4321657高程控制网起始点终止点距离(m)往 测 高 差(mm)返测高差(mm)高差不符值(mm)/R高差中数（mm）GPS4GPS2786.1-98689862.4-5.60.04-9865.2GPS2GPS1222.3-419.4421.11.70.01-420.3GPS1GPS6589.21456.5-14

7、58.6-2.10.01-1457.5GPS6GPS570-116.91170.10-117GPS5GPS7306.51640.3-1640.20.10-1640.3GPS7GPS3420.32522.7-2517.84.90.062520.3GPS3GPS42644781.7-4779.720.024780.72658.4-3.14.21.1每公里的水准测量的偶然中误差MD=(/R/4*n)=0.07mm闭合水准路线闭合差f=4*L=6.5mm点号GPS1GPS2GPS3GPS4GPS5GPS6GPS7高程（m）12.16112.58017.66522.44713.50113.61815.1

8、41高程控制网平差结果表 点号RTK测量全站仪测量坐标较差（m）测量点位置x1y1x2y2B1150827.795132557.623150827.223132557.8300.572-0.207部分遮挡B2150831.264132573.261完全遮挡B51150854.335132567.877150854.447132567.620-0.1120.257部分遮挡B6150859.513132543.326150858.446132543.9091.067-0.583部分遮挡B8150832.482132567.602150832.463132567.6200.019-0.018空旷B9

9、150846.610132548.859完全遮挡全站仪，RTK，CORS测量精度分析XYRTK与全站仪测量结果对比表（1）平坦开阔地区当在平坦开阔地区时，RTK的测量精度与全站仪相差很小，可以忽略不计，但是从效率方面来讲，当处在平坦开阔地区时，RTK信号接收良好，采集数据效果比较理想，效率远大于全站仪。（2）树木遮挡和建筑物地区当处在树木遮挡区域时，RTK的信号往往接收不到而导致无法获得数据，相反全站仪在通视情况下，能较为精确的测量。点号较差/mX/mY/mH/m观测时段9：101030观测时段15：001710观测时段9：101030观测时段15：001710观测时段9：101030观测时段

10、15：001710B10.0090.017-0.011-0.0090.0100.009B20.0120.012-0.023-0.0220.0170.012B51-0.008-0.0110.0170.0180.009-0.008B6-0.013-0.013-0.023-0.018-0.055-0.033B8-0.0220.0040.022-0.011-0.032-0.031B90.0110.0110.0070.0120.0210.029M-0.0200.010-0.008-0.016-0.030-0.022RTK在不同时间段观测结果对比表由上表知，RTK在上午9:10至10:30之间信号保持良好

11、，测量精度基本较小，在下午15:00至17;10之间部分遮挡地区信号较弱，精度比上午偏差较大。（1）通过不同地形的对比及精度分析，得出RTK受建筑物和树木遮挡影响较大，而全站仪受通视影响较大。（2）通过RTK在不同时间段的测量对比，得出RTK在下午15:00时间左右信号比较不稳定。（3）RTK 测量过程中增加测量点的观测时间（以1秒采样间隔为例）并取平均值作为测量结果，可以有效地提高结果的精度水平。（4）实验证明利用短边(100m 以内)校正时测量点位的误差随距离的增加而增大，呈线性变化。结论 参考文献参考文献 1 徐绍铨，张华海等.GPS测量原理及其应用M.武汉测绘科技大学出版社，1998.8 2 刘大杰.全球定位系统（GPS）的原理与数据处理M.同济大学出版社，2002.6 3 李征航，何良华，吴北平.全球定位系统GPS技术的最新进展(第二讲网络RTK)J.测绘信息与工程，2002.32(7):45-48 4 阎志刚，张兆龙，赵晓虎.RTK作业模式原理及其实用技术J.四川测绘，2002.31(2):33-35 5 谢世杰，奚有根.RTK的特点与误差分析J.测绘工程，2001.22(3):26-28 6 马真安，高小六.GPSRTK技术在公路勘测中的应用J.辽宁省交通高等专科学校学报.2004.25(4):54-58