高中科技論文1500字

高中科技論文1500字

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　　高中科技論文1500字篇一

　　淺談GPS動態測量技術

　　摘要：本文敘述了GPS動態測量技術(RTK)的基本工作原理，并對GPS動態測量技術在存在的優越性和不足分別進行分析，使得在實際工作中發揮測量技術的優點并考慮其不足，提出更好的技術方案。

　　關鍵詞：RTK;動態測量;優劣性

　　引言

　　隨著全球定位系統(GPS)技術的快速發展，RTK(Real Time Kinematic)測量技術也日益成熟，RTK測量技術逐步在測繪中得到應用。RTK測量技術因其精度高、實時性和高效性，使得其在城市測繪中的應用越來越廣。實時動態測量技術，這是一種新的常用的GPS測量方法，是以載波相位觀測量為根據地實時差分GPS測量技術，以前的靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，是GPS技術發展中的一個新的突破，具有定點速度快，誤差不積累，節省人力，作業效率高等特點，廣泛應用于工程測量，地形測圖以及圖根控制等測繪領域。雖然RTK定位的測量精度可達厘米級，并且置信度可以達到99.9%，但RTK畢竟與靜態測量或快速靜態測量不同，RTK需要通過初始化過程在野外實時計算出整周未知數。由于初始化過程中存在各種誤差，例如數據鏈傳輸過程中外界環境電磁波影響產生的誤差甚至錯誤，實際觀測中有可能會導致整周未知數雖然求解出來了，但求解答結果不可靠或不正確，因此，和GPS靜態測量相比，RTK測量更容易出錯，必須通過對RTK測量成果進行質量控制，才能確保觀測到成果精確可靠。

　　1. GPS動態測量技術的工作原理

　　GPS動態測量技術(RTK)的基本工作原理可分為兩部分闡述。

　　1.1實時載波相位差分

　　眾所周知，我們在進行GPS定位時，會受到各種各樣的因素的影響，為了得到更精確的數據消除誤差源，必須將兩臺以上的GPS接收機同步工作，GPS靜態測量是將各個接收機獨立工作觀測，并使用處理軟件進行差分解算。在RTK測量單方面來說，仍然是差分解算，但這是實時的差分計算。所以說，兩臺接收機(一臺流動站，一臺基準站)都在觀測衛星數據，同時，基準站也通過接收機發射電臺，把所接收到的載波相位信號或載波相位差分改正信號發射出去;那么，流動站同時接收衛星信號和電臺接收機準站的電臺信號;在這兩信號的基礎上，流動站的固化軟件便可以實現差分計算，從而可以精確地定出基準站與流動站的空間相對位置關系。

　　1.2 坐標轉換

　　空間相對位置關系不是我們要的最終值，因此還有一步工作就是把空間相對位置關系納入我們需要的坐標系中。GPS直接反映的是WGS-84坐標，而我們平時用的則是北京54坐標系或西安80坐標系，所以要通過坐標轉換把GPS的觀測成果變成我們需要的坐標。這個工作有多種模型可以實現，我們的軟件采用的是平面與高程分開轉換，平面坐標變轉換采用先將GPS測得成果投影成平面坐標，在用已知控制點計算二維相似變換的四參數，高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型，利用已知水準點計算出該測區的待測點的高程異常，從而求出他們的高程。

　　2. RTK 測量技術的優越性

　　GPS 動態定位技術(RTK)是否能順利進行測量作業，其關鍵因素是無線電數據鏈電臺的本身性能、環境無線電的干擾情況、設備的架設、參考站的選址、發射天線的類型等等有著直接的關系。用GPS動態定位技術在測量方面的優點主要有以下幾點。

　　2.1 定位id精度高，數據安全可靠，無誤差積累。跟全站儀等儀器不通，全站儀在經多次搬站后，會存在誤差累積的狀況，搬的次數越多，累積誤差就越大，而RTK就沒有，只要工作條件滿足RTK的基本要求，且在作業半徑范圍內，RTK的精度不會發生變化，平面和高程的精度都能達到厘米級。

　　2.2 作業高效、方便快捷。在一般作業的地形形勢下，RTK作業半徑為10KM左右，大大的減少了設點需求和測量儀器的搬遷次數，且操作人員少，只需一人，坐標生成速度快，勞動強度低，成本低，效率高。

　　2.3 操作簡單，容易方便，處理數據能力強。只需進行簡單的參數設置，移動站便可邊走邊測得坐標或進行工程放樣。數據處理、轉換、輸入、輸出和儲存能力強，并能方便、迅速地與全站儀、計算機等進行數據通信。

　　2.4不受傳統測量通視條件的限制，RTK技術對兩點間的光學通視沒有要求，只要求滿足對天基本通視和電磁波通視，所以，跟傳統的測量比，RTK技術所受的外界條件的影響和限制相對來說要小很多，傳統測量因地形復雜、地物障礙等因素不能正常通視地區，對RTK來說，只要能滿足其基本工作條件，它都能進行作業。

　　2.5自動化、集成化程度高，測繪功能強大。RTK能使用各種測繪的內、外作業，流動站利用軟件控制系統，不用人工去操作就可自動實現多種測繪功能，大大減少了輔助測量工作，降低人為誤差，確保作業精度。

　　3. RTK測量技術存在的不足

　　RTK測量技術目前已經成為測量界最常用的工具。但是它并不是能勝任所有的測量工作，它也有很多的局限性，影響GPS動態測量技術主要有如下幾個方面：

　　3.1 高程異常問題

　　RTK作業模式對高程的轉換要求必須精確。但是我國現有的高程異常圖存在誤差，尤其是在山區，誤差更大，甚至在有些地區還沒有。這就加大了GPS大地高程轉換至海拔高程工作的困難，精度也變得不均勻。

　　3.2 數據鏈傳輸過程中的干擾

　　數據鏈傳輸過程中會受到障礙物和高頻信號源的干擾，在山區和城市樓房密集區數據鏈傳輸信號常會受到限制，使得信號在傳輸過程中大大衰減，嚴重影響到作業的半徑和作業的精度。

　　3.3多路徑效應的問題

　　多路徑效應是RTK定位測量誤差中最嚴重的一種誤差，在一般的情況下，多路徑誤差可達在1～5cm，而且多路徑誤差的大小會發生周期變化，一般以5～20min為周期。同時多路徑效應的問題也是GPS靜態技術所面臨的問題。

　　3.4檢測環境的影響

　　在中午電離層的干擾大，共用衛星數較少，GPS常會出現連接不到所需衛星的情況，故導致長時間不能初始化，有時還會直接導致不能進行初始化，進而不能進行動態測量。另外，RTK信號還受其他干擾源的影響，如電視臺、反射物、無線電發射站、微波站、高壓線等。

　　3.5受衛星狀況限制

　　在沒有足夠的衛星數的情況下，會影響RTK的初始化完成，在城市高樓密布區、高山峽谷的深處、密集森林區衛星信號會長時間被遮擋，嚴重影響到一天在中可作業時間，且還會導致失鎖現象。RTK測量還與數據鏈的性能及衛星的分布有關，并且測量的結果為獨立觀測值，缺乏兼容性和檢驗。

　　3.6初始化的時間

　　初始化是RTK系統能不能進行實時準確定位的最關鍵一步，在林區、山區及城市樓房密集區等地作業時，會有較多的GPS衛星信號被阻擋，故易引起衛星失鎖參考站的數據信號發生中斷，初始化的時間較長，有時還需要重新初始化，使得測量的精度和效率降低。

　　3.7電臺電量不足問題

　　RTK測量的精度和穩定性都不如及全站儀，特別是穩定性，這主要是因為RTK比較容易受數據鏈傳輸狀況、衛星狀況、天氣狀況影響的原因。在不同的RTK作業系統中，所測量的精度和穩定性也有較大的差別。

　　此外，GPS動態測量技術還受電離層誤差，對流層誤差，軌道誤差，和 天線相位中心的變化等的影響。

　　4 .結束語

　　綜上所述，GPS動態測量技術存在很多優秀的方面，如果能有效的提高工作效率，減少工作人員數量，降低工作成本。但也有很多局限性，像衛星、工作環境等因素都能影響到測量的精度和測量時間。只有理解GPS動態測量技術的憂缺點，才能更好的發揮其優勢，考慮到不足，更好的運用到實際工作中去。

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