GPS-RTK和全站仪在放样毕业论文.docx

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1、河南城建学院本科毕业设计（论文） ABSTRACT摘 要GPSRTK技术是GPS测量技术发展的一个新的突破，目前已经能达到厘米级的精度，具有全天候、高精度、速度快等显著特点,在建筑业中已得到广泛应用,但是目前GPS-RTK技术(GPS实时动态定位技术)用于建筑轴线放样的还不多。本文主要对GPS(RTK)运用的基本原理、系统组成、误差来源进行分析，利用全站仪放样与RTK放样进行对比，GPS-RTK技术放样结果与GPS静态观测结果进行对比,证实了GPS-RTK技术放样建筑轴线的精度能够满足要求。本文就RTK的作业原理、基本配置及建筑轴线放样过程做了详细的阐述，并简要介绍了GPSRTK技术在建筑轴线

2、放样中的应用，说明GPS(RTK)的主要优缺点，对GPS(RTK)进行误差分析，了解现阶段GPS(RTK)能达到的放样精度。目前GPS实时动态定位技术(RTK测量模式),更是以实时、快速、操作简单而越来越受到测绘部门的青睐,但利用该技术对建筑轴线放样其精度能否满足测量要求,现有文献报道较少。本文通过实例,将RTK技术用于建筑轴线放样，证明了GPS-RTK技术在建筑轴线放样方面的可行性。关键词：GPS(RTK) ，误差来源，误差分析 ，建筑轴线，放样精度ABSTRACTGPSRTK technique is a new breakthrough in the development of GPS

3、 technology, it is can achieve the cm-level accuracy, all-weather, high precision, speed and other significant characteristics, has been widely used in the construction industry, but the current GPS - RTK technology (GPS real-time dynamic positioning technology) axis used in construction lofting als

4、o not much.This paper mainly on the use of the GPS (RTK) the basic principle, system composition, the error sources were analyzed, and the use of GPS - RTK technology lofting, comparing the results with GPS static observation results confirmed the GPS - RTK technology loft building axis precision ca

5、n meet the requirements.In this paper, the basic configuration and work principle of RTK, the axis of the construction lofting process in detail, and briefly introduces the application of GPSRTK technique in building axis lofting, illustrate the main advantages and disadvantages of GPS (RTK), error

6、analysis of GPS (RTK), understand the present stage can achieve the lofting precision of GPS (RTK).Current GPS real-time dynamic positioning technology (RTK measurement mode), but also in real time, fast, simple operation and more and more get the favour of surveying and mapping departments, but the

7、 use of the technology of building axis lofting its precision can satisfy the measurement requirements, existing literature reported less.Axis in this paper, through examples, the RTK technology used in construction lofting, proved that GPS - RTK technology in the feasibility of construction lofting

8、 axes.Keywords: GPS (RTK),Error sources,The error analysis.Building axis,Lofting precisionIV河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要IABSTRACTII目 录III1 绪论11.1 研究目的与意义11.2 国内外现状11.3 RTK放样技术的发展方向12 GPS-RTK的定位原理32.1 GPS 定位原理32.2 RTK的定位原理42.2.1 RTK定位技术的原理52.2.2 RTK的系统结构52.2.3 RTK的工作原理62.2.4 RTK正常工作的基本条件63 GPS-RTK和全站仪在放

9、样中的特点73.1 RTK和全站仪的技术特点73.2 RTK在放样中的优缺点83.3全站仪在放样中的优缺点104 建筑轴线放样114.1 全站仪建筑轴线放样114.1.1 技术要求114.1.2 轴线放样作业流程114.2 GPS-RTK技术建筑轴线放样134.2.1 选定测区范围内控制网144.2.2 计算建筑轴线放样上相关点坐标144.2.3 RTK定位144.2.4 GPS静态采点检测144.2.5 测点方式155 精度分析185.1全站仪轴线放样的精度分析185.2 RTK 轴线放样的精度分析195.3总结21参考文献23致 谢24河南城建学院本科毕业设计（论文） 1 绪论1 绪论1.

10、1 研究目的与意义轴线是一种悠久的建筑与城市空间设计的方法，在我们的建筑创作中至今还在被运用。轴线有助于城市及其局部区域结构形态的形成与良性发展，而且在历史上也创造了许多严谨有序、优美动人的建筑形象与城市空间环境。轴线的设计也在向复杂和高精准方向发展，这无疑给现在轴线测量增加了难度，如何快速的定位出建筑轴线是当今建筑问题之一。GPS是由美国国防部主持研制以空中卫星为基础的无线电导航系统。该系统能为全球提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。实时差分RTK GPS是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位成果，它是GPS测量技术发

11、展中的重大突破。随着整周模糊度能够在很短的时间内被确定，从而保证了RTK技术在野外实时得到厘米级的定位精度。现今，全球定位系统(GPS)的应用正广泛地被测量界所接受。最初，GPS的应用只涉及到控制测量和高精度的大地测量，后来，它的应用遍及各种测量领域。1.2 国内外现状建筑工程测量是为建筑施工、规划定位等服务的城市测量的基础性工作,传统上一般用全站仪或经纬仪进行工程控制测量。随着全球卫星定位技术(GPS)的飞速发展,它以高效率、高精度等优点在建筑工程业得到了广泛采用。GPS-RTK技术是在GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定向结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种

12、新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样，地形测图，各种控制测量带来了曙光，极大地提高了外业效率。1.3 RTK放样技术的发展方向 （1）双星系统双星系统（GPS+GLONASS双系统导航定位）是GPS（RTK）发展的热点，它可接收14-20颗卫星左右，是常规RTK所无法比拟的，该技术使GPS设备具备最短时间达到厘米级精度的能力与最强的抗干扰遮挡能力。当然以后还会有欧洲的伽利略，中国的北斗系统，都有可能加入双星系统。（2）VRS系统GPS的网络RTK技术，即我们通常所说的虚拟参考站（VRS）。它的出现将使一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体，结束以前GPS作业单

13、打独斗的局面。同时它将大大扩展RTK的作业范围，使GPS的应用更广泛，精度和可靠性将进一步提高，使以前许多GPS无法完成的任务得以完成。（3）GPSGPS为代表的卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一，也是全球发展最快的三大信息产业（蜂窝网Mobile cellular/PCS、因特网Internet/Intranet/Extranet和全球定位GPS）之一。GPS与计算机、通信、GIS、RS等技术的集成与融合必将使GPS技术的应用领域得到更大范围的拓广。通过本章的论述我们了解到了GPS的优点，GPS技术的发展给我们的生活、生产带来了方便。RTK是GPS发展的最新成果，RTK除了

14、给我们带来了上述的优点还给我们带来了一些不可避免的缺点，这些缺点直接影响我们RTK的应用范围，这样看出了我们来急需处理这些缺点是必须的，这样才有利于RTK的推广。让GPS发挥更大的用处。同时通过这章的学习我们了解了RTK将来的发展方向为以后的RTK跟广泛的应用，提供指导作用，说明RTK技术在测绘将会起到越来越不可替代的作用。23河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 GPS-RTK的定位原理2 GPS-RTK的定位原理2.1 GPS 定位原理 GPS组成包括三个部分：（1）空间部分GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星，3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，均匀分布在6个

15、轨道面（没个轨道面4颗），轨道倾角为55。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可以观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息。GPS的卫因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。（2）地面控制系统地面控制系统是由监测站（Monitor Station）、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线 (Ground Antenna)所组成，主控制站位于美国科罗拉多州春田市 (Colorado Spring)。地面控制站负责收集卫星传回的讯息，并计算卫星星历、相对距离、大气校正等数据。（3）用户设备部分用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕

16、获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类

17、型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。GPS 系统是一种采用距离交会法的卫星导航定位系统1。如图2.2 所示：在需要的位置 G点架设 GPS 接收机，在某一时刻 同时接收了 4颗(A、B、C、D)以上的 GPS卫星所发出的导航电文，通过一系列数据处理和计算可求得该时刻 GPS收机至 GPS 卫星的距离 、，同样通过接收卫星星历可获得该时刻这些卫星在空间的位置 (三维坐标)。从而用距离交会的方法求得 P 点的维坐标(， ，)，其数学模型为： 图 2.2 GPS定位原理式中(，),(，),

18、(，),(，)分别为卫星 A，B，C在时刻的空间直角坐标。GPS 系统常用的坐标系统有 WGS84坐标系、1954 年北京坐标系、1980 年西安大地坐标系。然后根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换求出所使用的坐标系统的坐标。2.2 RTK的定位原理随着社会的发展，科技的进步RTK的广泛应用是必然的，充分的了解RTK的原理以及RTK的主要误差来源，学会减弱或者消除误差的影响，显的格外重要，本章主要是论述这方面的内容。2.2.1 RTK定位技术的原理在RTK作业模式下，基准站接收机设在具有已知坐标的参考点位上，连续接收所有可视GPS卫星信号，通过数据链，将测站点坐标、载波相位观测值、伪距观

19、测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态等“载波相位测量校正值”一起发送给流动站。流动站接收机先进行初始化，在完成整周未知数的搜索求解后，进入动态作业，其在接收来自基准站的GPS数据时，同步观测采集GPS卫星载波相位数据，通过在系统内差分处理求解载波相位整周模糊度，依此改正移动站接收机所地坐标系坐标）。基准站接收机和流动站接收机滞后载波测得的载波滞后相位，得到基准站和流动站之间的坐标差值X、Y、Z，坐标差加上基准站坐标就可以得到流动站点的WGS84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个站点实用的三维位置。2.2.2 RTK的系统结构RTK技术系统配置包括以下三部分：基准站接收机；移动站接收机；数据

20、链。基准站接收机设在具有已知坐标(也可无已知坐标，地势较高)的参考点上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站的坐标现测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过OTF(On The FIY)算法快速求解载波相位整周模糊度，通过相对定位模型获取所在点相对于基准点的坐标和精度指标。2.2.3 RTK的工作原理RTK工作原理如图2.42.2.4 RTK正常工作的基本条件（1）基准站和移动站要同时接受到五颗以上的GPS卫星信号；（2）基准站和移动站同时接收到卫星信号，且移动站接收到基准站发出的差分信号；（3）移动站要连续接收

21、GPS卫星信号和基准站发出的差分信号，即移动站迁站过程中不能关机，不能失锁，否则RTK须重新初始化。河南城建学院本科毕业设计（论文） 3 GPS-RTK和全站仪在放样中的特点3 GPS-RTK和全站仪在放样中的特点3.1 RTK和全站仪的技术特点（1）RTK的技术特点GPS，即为全球定位系统的简称。它是一套利用美国GPS卫星导航系统进行全天候、全方位的测量定位设备。根据GPS提供的坐标或坐标演变量精度和方式的不同，可以分为毫米级、厘米级、静态、动态后处理、RTK （RealTime Kinematic实时动态）、RTD（RealTime Differnce实时差分）等几种设备分类和测量方式。R

22、TK技术就是使用更高速的和更小型的计算机，并将其装入GPS接收机内，在外作业时可以即时提供厘米级的定位解。在进行动态测量时，基准站将已知GPS坐标和观测数据实时用电台传给流动站，在流动站实时进行差分处理，得到基准站和流动站坐标差；坐标差加上基准站坐标得到流动站每个点坐标2。通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标和海拔高。GPS-RTK全数字地形测量的基本特点地形测量包括控制测量和地物、地貌测绘两大内容。传统的测量方法具有成图周期长、精度低、劳动强度大等局限，已逐渐被淘汰。而全数字地形测图顺应现代测绘技术新潮流，利用先进的测量仪器，如GPS接收机、电子全站仪等，和自动化成图软件，采用各种

23、灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图信息的测图工作，它的成果为模型式的数字图。GPS-RTK技术具有以下几个特点：打破了内外业的界线，减少测量工作流程，从首级控制到最终成图，实行一体化作业，并且大大减轻了室外作业的强度，缩短了成图周期。打破了分级布网，逐级控制的原则，简化控制测量繁锁的工作，一个测区可一次性整体布网，整体平差，控制网可以是任意混合，所需控制点数目比传统白纸测图大大减少，图根控制的加密可与碎部测量同时进行。数据采集时无需画草图，碎部点的记录要求具有特定的格式，这种格式存储有点名、编码，能被数字测图软件所识别，在进行图形编辑时就能很好地处理。碎部量测时不受图幅边界的限制，外业可不

24、分幅作业，由内业成图时自动进行分幅与接边处理。测量数据精度高，GPS不仅能够达到1：500图根控制测量的点位和高程精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题，完全可以满足大比例尺测图的需要。RTK控制测量操作简便，机动性强，不但可以大幅度提高测量速度，而且能够有效减轻作业人员的劳动强度，尤其在通视困难地区更具明显优势，为了得到高精度的测量数据，必须求出适合于本地区的坐标系转换参数和水准面模型转换参数。根据四等及其以下各级控制测量与1：500图根控制测量对于精度要求的相似性以及本工程对于原有GPS点的检测结果，可以说明RTK同样适用于四等及其以下的各级控制测量。（2）全站仪的技术特点全站仪即

25、全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。它是集电子经纬仪,光电测距仪和微电脑处理器为一体的，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、坐标、高差测量，点位放样、距离放样,面积量算等功能于一体的测绘控制系统3。它具有自动化快速三维坐标测量与定位功能以及外业数据自动化采集和电子记录、内外业一体化的自动流程等特点，深受测绘人的青睐。全站仪的广泛应用使外业勘测工作实现了自动化，减少了计算的差错，大大提高了外业作业的效率。全站仪可与电子计算机配合使用，以实现工作的高效性其优越性主要表现在：作业面相对高差限制大大缩小，

26、一般高差在 150m以内，其水准测量能满足四等水准精度，这一高差基本上能满足各种大中型工程的要求；其粗略放样半径可达 2000m以上；无需钢尺量距；测距速度快；内业计算简单；尤其在采用坐标放样时，更显其优越性，其角差和放样边长都会显示在仪器屏幕上，操作尤为方便。但全站仪工作必须要同时满足以下两个条件：必须要有可见光，并且光线强度不能太弱，因为全站仪虽然可以自动测量坐标、高程和距离、角度，但它必须要靠人眼主动瞄准目标，没有光线或者光线太弱，人眼就很难发现观测目标。必须要通视，也就是说需要观测的目标和全站仪之间的连线上不能有任何遮挡物，如果存在遮挡物，人眼也无法瞄准目标或者全站仪因为观测条件不良造

27、成测量数据偏差较大。全站仪受地形和人为因素影响较大。3.2 RTK在放样中的优缺点RTK在放样中的优点：（1）作业效率高在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完4km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数,仅需一人操作,在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标。（2）定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累只要满足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内,RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。（3）降低了作业条件要求RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足“电磁波通视”。因此,与传统测量相比,RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影

28、响和限制较小。（4）自动化、集成化程度高,测绘功能强大RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,使辅助测量工作极大减少,减少人为误差,保证了作业精度。（5）操作简便,容易使用,数据处理能力强只要在设站时进行简单的设置,就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机和其他测量仪器通信。RTK在放样中的缺点：虽然GPS技术有着常规仪器所不能比拟的优点，但经过多年的工程实践证明，GPS(RTK)技术存在以下几方面不足。（1）RTK受卫星状况限制GPS系统的总体设计方案是在1973年完成的

29、，受当时的技术限制，总体设计方案自身存在很多不足。随着时间的推移和用户要求的日益提高，GPS卫星的空间组成和卫星信号强度都不能满足当前的需要，当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖。例如在中、低纬度地区每天总有两次盲区，每次2030min，盲区时卫星几何图形结构强度低，RTK测量很难得到固定解。同时由于信号强度较弱，在对空遮挡比较严重的地方GPS无法正常应用。（2）RTK工作受电离层影响白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。根据我们的实际经验，每天中午1213点，RTK测量很难得到固定解。

30、（3）信号受数据链电台传输距离影响数据链电台信号在传输过程中易受外界环境影响，如高大山体、建筑物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响外业精度和作业半径。另外，当RTK作业半径超过一定距离时，测量结果误差超隈，所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小，工程实践和专门研究都证明了这一点。（4）信号传输受对空通视环境影响山区、林区、城镇密楼区等地作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，信号强度低，卫星空间结构差，容易造成失锁，重新初始化困难甚至无法完成初始化，影响正常作业。（5）受高程异常问题影响RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常分布图在有些地区，尤其是山

31、区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得比较困难，精度也不均匀，影响RTK的高程测量精度。（6）RTK现阶段还不能达到100%的可靠度RTK确定整周模糊度的可靠性为95%99%，在稳定性方面不及全站仪，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。通过本章的学习我们了解RTK的定位原理和系统结构组成及工作条件。RTK的误差来源有很多种，在进行使用RTK的过程中一定要采取措施保证RTK的测量精度。RTK的优点的总结可以更好的利用RTK在实际的工作中，充分的发挥RTK的优点。了解了RTK的局限性，也可以让我们在工作的过程中采取其他

32、的措施，去弥补RTK的不足。为以后正确的使用RTK提供了可以借鉴的理论依据。3.3全站仪在放样中的优缺点全站仪在放样中的优点：（1）全站仪施工放样技术具有测量精度高（一般情况下可达毫米级）;（2）仪器的集成化、自动化和智能化程度高等;（3）直接利用施工控制点和放样点的坐标进行放样工作，避免了大量的放样数据的准备工作，提高了施工测量的工效，同时也减少了施工放样中可能出现的差错。全站仪在放样中的缺点：（1）不通视、人为影响、环境等因素的影响，往往会降低了工作效率，不但浪费时间和精力，而且定位精度也受到影响;（2）数据计算较为复杂，工作量较大。河南城建学院本科毕业设计（论文） 4 建筑轴线放样4 建

33、筑轴线放样4.1 全站仪建筑轴线放样作业依据 ：工程测量规范（GB 50026-2007）。4.1.1 技术要求全站仪建筑轴线放样，根据给定的轴线数据，假定轴线中心点位置，以及中心点与任一轴线端点的起始方向，按照二级建筑方格网的布设技术要求进行。 表4.1 建筑方格网的主要技术要求等级边长(m)测角中误差()边长相对中误差一级10030051/30000二级10030081/20000表4.2 水平角观测的主要技术要求等级仪器精度测角中误差（）测回数半测回归零差（）一测回2C互差（）各测回方向较差（）一级1级526962级538139二级2级821218126级8418-24 4.1.2 轴线

34、放样作业流程一、放样精度选择根据设计要求，建筑轴线放样的精度要求为：边长相对中误差：1/20000，角度观测中误差：8。据此，在轴线设计图中，轴线最短边为30m，要求的放样精度为1.5mm。使本次用全6级站仪进行放样，需测4测回；测距精度为2+2ppm，需测2次平均。二、放样步骤先选取一长110米以上，宽70米以上，且地势较平整视野开阔的地方，在大致中间位置选取一点，并标记为H2，把全站仪架设在该点上,具体点的选取见附图;图4.1 全站仪轴线放样（1）放样部位：V1详细放样步骤：用皮尺在一方向上量出大致四十米的位置，架上棱镜，测出该长度，并通过调整棱镜位置使长度在四十米，将该方向角置为零度，此

35、点标记为V1；检核方法：通过四测回测出H2与V1的长度与方位角，计算出误差值，与限差做比较；（2）放样部位：H3详细放样步骤：将全站仪顺时针旋转90度，并水平制动，用皮尺在此方向上量出五十米位置，并放上棱镜，通过调整棱镜位置使长度为五十米，此点标记为H3；检核方法：通过四测回测出H2与H3的长度与方位角，计算出误差值，与限差做比较；（3）放样部位：V2详细放样步骤：将全站仪顺时针旋转90度，并水平制动，用皮尺在此方向上量出三十米位置，并放上棱镜，通过调整棱镜位置使长度为三十米，此点标记为V2；检核方法：通过四测回测出H2与V2的长度与方位角，计算出误差值，与限差做比较；（4）放样部位：H1详细

36、放样步骤：将全站仪顺时针旋转90度，并水平制动，用皮尺在此方向上量出六十米位置，并放上棱镜，通过调整棱镜位置使长度为六十米，此点标记为H1；检核方法：通过四测回测出H2与H1的长度与方位角，计算出误差值，与限差做比较。4.2 GPS-RTK技术建筑轴线放样GPS测量技术在过去十多年中已经走过了静态测量作业，快速静态测量作业，后处理高精度动态测量作业和动态初始化厘米级实时RTK测量作业这么一段漫长的发展历程。目前厘米级实时 RTK技术已经被广泛接受，并应用于各种测绘生产作业。由于实时 RTK效率高，并可以在作业现场提供经过检验的测量成果，用户能够在满足精度的前提下，彻底摆脱后处理的负担和外业返工

37、的困扰，必将逐步成为 GPS测量的主流模式。GPS-RTK实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分 GPS 测量技术，其工作原理简单描述如下：在测区中部选择一个已知坐标的控制点作为基准站，安置一台 GPS 接收机，连续跟踪所有可见卫星；并实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送出去。在流动站通过无线电接收基准站发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站坐标X，Y，Z；坐标加上基准站坐标得到流动站每个点 WGS84 坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标 x，y和海拔高 h。这个过程称作GPS-RTK定位过程4。4.2.1

38、 选定测区范围内控制网利用 GPS 静态定位，创建建筑轴线放样所需的高等级控制网，新建 GPS 网坐标与本测区过去采用的坐标系统一致，联测 3 个以上附近的国家控制点，用于坐标转换和保证新建 GPS网进行平差后精度的均匀性以及减少尺度比影响5。观测时选择良好的观测时段，卫星分布越好，所测结果精度越高，及定位精度越高。4.2.2 计算建筑轴线放样上相关点坐标利用相关软件根据规划总图及详规图，施工图中的首层平面图等资料，计算好待放轴线上相关点的坐标。4.2.3 RTK定位（1）基准站的选取离待放样点位尽可能近，这样易于接收基准站电台信息，并且地势较高，便于电台信号的传输。（2）三参数校正。为了使所

39、测点达到厘米级精度需进行该项校正。在仪器中键入 4 个（最少3 个）控制点，且 4 个控制点最好分布在测区周围。（3）对建筑物轴线上的点按坐标进行放样。4.2.4 GPS静态采点检测（1）选取高等级的二个已知点作为起算点。（2）将仪器分别架设在已知点及待测点上，同时开机，观测时间定为 30 分钟。（3）将接收机中的观测数据传输到微机中，与计算的建筑轴线上相关点坐标进行比较，统计分析放样结果的精度。根据高等级 GPS控制点分布情况（如图 4.2）及 GPS接收机（本实验以 Trimble 5800 机型为例）的精度（Trimble 5800 水平精度：动态 1cm+1ppm,静态 3mm+0.5

40、ppm），无线电发射信号的有效范围(Trimble 5800RTK电台作用距离 10km)等诸多因素，根据三个实验区（A，B，C）的地块分布情况，采点原则为：1，静态模式（选三台接收机）采点时，选定最佳布网方式，使精度达到最优。2，RTK动态模式（选 1+1 模式）放样时，选一般布网方式，带有普遍性，使结果精度一般化。4.2.5 测点方式在地块 A 上，RTK 技术放样建筑轴线时，基准站设在 1 点，流动站放样待放点，用 1、2、3 三点求三参。放样时 GPS接收天线杆上的圆气泡必须严格聚中。静态采用已知点 1、2 两点，每个已知点上设置一台接收机，另一台接收机设置在待测点，三台同时开机，观测

41、时段 30分钟6。同样的作业方式放样省广播电视大学，第二十七所两地块上的建筑轴线，然后静态模式测量其坐标。利用 GPS技术的静态模式对放样点采集，其作业结果(每条轴线取两点)如表 4.3(坐标整米数省略)：表4.3 GPS-RTK静态动态成果对比表地块建筑楼号点号理论值（m）RTK动态放样后静态模式观测值（m）观测值与理论值差（m）坐标 距离坐标差值距离差值 X Y X Y X YAZ-91.563.10850.000.538.1140.025-0.0060.0052.538.069.555.078-0.017-0.009Z-41.901.80235.000.930.802-0.02900.0

42、022.642.801.655.799-0.0130.002Z-71.595.03464.000.570.0360.025-0.0020.0022.122.032.141.032-0.0190BB111.426.036100.000.401.0410.025-0.0050.0052.513.030.558.029-0.0450.001B091.595.034148.600.625.057-0.030-0.0230.0052.496.630.527.598-0.0310.032CD011.609.10850.000.578.1180.031-0.0100.0042.942.103.966.118

43、-0.024-0.015L71.320.47578.000.340.482-0.020-0.0070.0042.278.468.298.471-0.020-0.003对上表进行分析：用 RTK放样最大平面点位较差 4.5cm,轴线上两点间距最大较差 5.0mm。RTK动态测量精度满足建筑轴线放样的技术要求，其成果可信。RTK误差分析：（1）GPS系统本身的影响因素用户无法控制，主要包括卫星钟误差、轨道误差、接收机天线相位中心变化等。卫星钟差 钟差可通过对卫星钟运行状态的连续监测而精确地确定； 轨道误差 随着定轨技术的不断完善，轨道误差只有510m，其影响到基线的相对误差不到1ppm，就短基线（

44、10km）而言，对结果的影响可忽略；接收机天线的机械中心和相位中心一般不重合而引起的误差。（2）RTK系统 它的影响因素包括硬件、处理软件以及和信号传播有关的误差。（3）环境影响 环境对RTK的影响包括RTK作业时所处的外界条件如风力、大气折光等及基准站与流动站之间的障碍物、多路径误差、信号干扰等；多路径误差是RTK定位测量中最严重的误差，取决于天线周围的环境。一般为几个厘米，高反射环境下可超过10cm；信号干扰可能有多种原因，如无线电发射源、雷达装置、高压线等，干扰的强度取决于频率、发射台功率和至干扰源的距离。河南城建学院本科毕业设计（论文） 5 精度分析5 精度分析5.1全站仪轴线放样的精

45、度分析使用全站仪极坐标法放样，各项误差来源及对放样点位误差的影响估算7。（1）水平角测设误差的来源及影响：望远镜照准误差 Ms；读数误差Mr；仪器误差 Mi；外界条件的影响Mv；目标偏心引起的误差 Mp；测站偏心引起的误差Mo。（2）水平距离的测设精度：放样过程中，测设距离的误差主要来源于仪器误差，测站偏心引起的距离误差等。仪器误差 Md；测站偏心误差。（3）地面点的标定误差：引起地面点标定的因素主要有对中杆的偏心引起的误差和在地面上进行标记的误差。对中杆偏心引起的误差 M1；地面上标记的误差M2。（4）各项测设误差对放样点平面位置的综合影响值估算根据上述对各项误差的分析和估计，取不同的d值，把各项误差代入，求得各项误差对放样点位置中误差的影响，见表5.1表5.1 各项误差对放样点位置中误差的影响测距长度（m）测角中误差（）测距中误差（mm）点位中误差（mm）10145.92.029.43048.72.069.45029.42.109.510015.1