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1、摘要随着国民经济的不断发展，一方面，对测绘产品提供的图文资料、文字资料无论从精度或信息盘上要求越来越高；另一方面，与测绘相关的仪器设备，计算工具，应用软件，也在不断地更新，科技含量较高的仪器设备被越来越多地应用到了测绘领域。测绘是了解自然，改造自然获取图文资料及相关信息的重要手段，是国民经济建设中的一项基础工作。现如今，GPS技术的发展越来越成熟，它的建立给导航系统和定位技术带来了巨大的变化，很大程度上解决了地球上人类导航和定位问题，该系统能满足不同用户的不同需要。RTK技术是以载波相位观测为根据的实时差分GPS测量，目前它仍在不断的完善中。概述了GPS的起源、发展、原理及应用，介绍了RTK技
2、术的定义、原理、特点、优点等，并且主要通过实践对RTK技术在山区地形图测量应用进行研究，还利用CASS 5.0数字化成图绘出一幅1：1000的地形图。对于特殊问题也进行了具体的研究，主要包括流动站与基准站的设置，基准站的选择，数据处理等问题研究并得出结论。关键词：GPS RTK 山区地形测量 目录1. 摘要.22. 目录.33. 一 GPS的组成.44. 二 RTK定义概述及其原理.45. 三 RTK系统流程.76. 四 PTK系统在测量中具体应用.97. 五、总结与展望.208. 参考文献.19一、GPS系统的组成（一）GPS系统包括三大部分:空间部分GPS卫星星座；地面控制部分地面监控系统
3、；用户设备部分GPS信号接收机。(二) GPS定位原理 GPS卫星定位系统定位的基本原理是延时测距，通过测量四个已知位置上信号传播的延迟时间，确定四个已知位置至用户的距离，根据这四个量测距离解算出用户的三维位置和用户与已知位置的时间同步偏差。GPS定位方式大体有两类:单独GPS定位和差分GPS定位(DGPS)。单独GPS定位原理就采用的观测量而言，分为伪距法和载波相位法。前者主要用于导航定位，后者用于精密大地测量和可确定整周期模糊度情况下的动态测量。对于车辆导航系统，大多数用户都采用伪距法。实践中GPS静态定位技术已经比较成熟。由于GPS系统的卫星及地面主控、监控和注入站都由美国管理，并在卫星
4、上实施了 SA和 AS 技术，因此要利用GPS，就要加强对GPS系统的研究，建立自己的卫星跟踪观测网，提高实时监测精度，跟上GPS系统开发前进的步伐。在测量生产中，静态数据采集及平差解算技术已应用十分广泛。而近一两年出现的GPS-RTK技术是一种实时动态观测的新技术，在工程建设、城市规划、交通管理等方面应用它的技术优势有很好的发展前景。RTK实时动态测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTD GPS）测量技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破。目前，实时动态测量系统，已在约20km的范围内，得到了成功的应用。相信。随着数据传输设备性能和可靠性的不断完善和提高，数据处理软件功能
5、的增强，它的应用范围将会不断地扩广。二、RTK定义概述及其原理（一）概述 RTK (Real Time Kinematic)称实时动态载波相位差分。其设备是在两台静态型测量仪器间加上一套无线电数据通讯系统(也称数据链)，将相对独立的GPS信号接收系统连成一个有机整体。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值，相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。（二）原理 基准站把接收的所有卫星信号(包括伪距和载波相位测量值)和基准站的一些信息(如基准站的坐标，天线高等)都通过系
6、统传送到流动站，流动站本身在接收卫星数据的同时，也接收基准站传送的卫星的数据。在流动站完成初始化后，把接收到的基准站信息传到控制器内(一般是微型计算机)，并将基准站的载波观测信号与本身接收到的载波观测信号进行差分处理，即可实时求解得出两站间的基线值，同时输入相应的坐标、转换参数和投影参数，即可实时求得实用的未知点坐标。因此要求GPS接收机要具备很强的运算能力。一般来说RTK系统可达到厘米的定位精度，RTK的工作原理图见2-1。数据调制GPS接收机发射电台基 准 站收讯机数据调解GPS接收机数据调解流 动 站图2-1 RTK的工作原理图（三） RTK的系统组成 GPS-RTK系统由一个基准站，若
7、干个流动站及通讯系统三部分组成。基准站包括GPS接收机、GPS天线、无线电通讯发射设备使用的电源及基准站控制器等部分。在有的GPS-RTK系统中，基准站GPS接收机本身具有数据传输参数、测量参数及坐标系统等内容的设置功能，使控制器与GPS接收机合二为一体。该系统的结构图见图2-2，RTK的系统组成图见图2-3。GPS接受机控 制 屏GPS接受机电源电源无线电接受系统无线电发射系统显示控制屏GPS天频反射天频 GPS天频图2-2 RTK系统结构图1. GPS接收机GPS接收机的功能是接收、处理和存储卫星信号。一个RTK系统至少需要两台GPs 接收机，一台为基准站，一台流动站。2. 电台RTK系统
8、中基准站和流动站的GPS接收机通过电台进行通信联系。因此，基准站系统和流动站系统都包括电台部件。如前所述，基准站GPS接收机必须向流动站GPS接收机传输原始数据，流动站GPS接收机才能计算出基准站和流动站之间的基线向量。3. 掌上电脑掌上电脑，是流动站系统的用户介面。RKT系统中的掌上电脑在功能上很像全站仪系统中的数据采集器。很多时候，RKT系统和全站仪系统会使用同样的数据采集器软件(即TDS)作介面。RTK系统中每个流动站只需用到一部掌上电脑(电子手簿)。图2-3 RTK系统的组成图4.电源系统基准站和流动站都需要电源才能工作。在流动站中，GPS接收机和电台使用同一电源。在基准站中，GPS
9、接收机和电台可使用同一或不同电源。无论如何，根据选用电台类型的不同，基准站系统的电源要求可能比流动站系统要高出很多。如果基准站电台必须要将数据传输到5公里以外的流动站系统，基准站电台的发射功率就要很高，耗电量也很大。（四）PTK技术的使用优点 1.传统测量外业容易受地形、气候、季节、森林覆盖等诸多因素的影响，使测量精度、作业速度都受到很大限制，在能见度低、难通视的情况下，有些测量作业根本无法进行。而GPS实时动态测量（RTK）技术的出现，较圆满地解决了这个问题。2.GPS实时动态测量（RTK）技术的定位精度高，数据也安全可靠，测站间无需通视。在没有现成基准站控制点或基准点被破坏而造成的控制点不
10、足的地区和由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区能进行快速的高精度定位计算。3.RTK的综合测绘能力强，作业集成度高，易实现自动化，可胜任各种测绘内、外业。参考站能够为不同用户提供多路多项输出服务，流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动进行整周未知数的动态初始化解算，使辅助测量工作极大减少，作业精度也完全由它来控制、记录并呈现给指挥管理中心，从而使自动化作业指挥系统的建立成为可能。4.操作简便，容易使用，对作业条件要求不高，数据输入、处理、存储能力强，与计算机、其它测量仪器通信方便。随着微电子技术的进步，RTKGPS接收机的性能不断改进，使用起来相当方便，在任何条件下都能操作。5
11、.作业人员少，定位速度快，综合、效益高。GPS接收机仅需要一个人操作，在待测点呆上一、二秒即可获得该点坐标。其他辅助费用少，外业效率高；内业便于利用计算机处理，集成度高，节省人力。6.能在现场实时求解流动站三维坐标，且能实时知道定位时的精度。不需要传统测量所需求的各控制点间通视，每次每个碎步点观测都需读L、a、S等，使观测时间大幅缩短。7.一个基准站可以支持多个流动站同时工作。流动站和基准站之间的数据链保证流动站上正确地采集数据，大大提高了工作效率。架好基准站后每个流动站仅需一人操作。8.输入转换参数后可以进行WGS84坐标与本地要求的坐标间的正确转换。9.用于放样精度高且异常便捷。RTK技术
12、具有十分广阔的应用前景。在2030km范围内，RTK实时定位精度可达cm级，目前正向5mm级迈进。在几百米或12km条件下，可以实现毫米级精度动态定位。鉴于它的长距离，高精度的特点，可用于控制测量，比如可以高效率，高精度、经济而又快速地建立或改善工程和城市控制网。同时RTK的实时特性又可以应用于地形测量、线路测量、曲线测设及工程放样等方面.特别是RTK系统新开发后放样和定线功能。RTK还可以在局部地区提供较高精度实时导航和定位的能力。结合地理信息系统就可以在陆地，海洋，空中的导航，定位，交通管理等方面作出更大贡献。由于RTK技术是一门新型技术，它在具体应用时诸多影响因素的研究国内进行的很少，在
13、空旷地带RTK测量的精度、速度、范围都较好。而在城区RTK的使用受到诸多因素的影响。三、RTK系统流程 （一）进行RTK定位时，基准站将观测值及其已知坐标通过数据链发送给流动站，流动站不仅采集GPS观测数据还要接受通过数据链电台送来的基准站数据，并在流动站上形成差分观测之后实时求出流动站坐标，其精度可达到厘米级。在GPS RTK测量中，要求有三点:一是能接收5颗以上的GPS卫星；二是迁站过程中不能关机、不能失锁；三是必须能同时接收到GPS卫星的信号和基准站播发的差分信号。RTK系统数据流程图如图3-1图3-1RTK系统数据流程图 RTK技术其关键和难点就在数据传输技术和数据处理技术上:1.数据
14、传输技术RTK技术要求基准站实时向流动站发送信息，要求信息发送量大，数据可靠及误码率小。移动数据通信技术促成RTK数据传输技术的成熟，数据传输速度不低于9600baud，无中继站传输范围也可达到20km。实时GPS测量成功与否，与数据通讯系统是否能把基准站数据实时、准确传送给流动站有很重要的关系。有几种类型的传输方式可供考虑，一是利用实现波，但发射台要架高，传输距离有限；另一种是通过空中卫星传输，这种方式的缺点是造价高，数据经由卫星浪费了时间，还有一种就是目前国际上正在积极开始开展研究方法，即利用高频无线电波进行数据传输。为了适应差分GPS发展 的新需要，在1994年1月3日公布了差分GPSR
15、TCM推荐标准版本，增加了实时动态定位的电文TYPE18-TYPE21。这是一组用于实时高精度动态测量与定位的专用电文。TYPE21提供载波相位原始观测，TYPE19提供伪距原始观测量。这两组观测量均未进行任何改正。这是供相位实时差分RTK应用的，在基准站所观测到的卫星数目不同，所使用的发送波特率不同，则传送数据所需要的时间也不同在高精度动态定位中，用户接收机是处于运动状态。为了保证动态测量的实时性，要求必须在尽量短的时间内传送给用户。2.数据处理技术实时厘米级定位精度GPS测量要求快速解出整周模糊度。因而需要实时处理相位搜索判断相位观测值的初始整周模糊度，常用搜索方法有：FARA法，OTF法
16、。FARA法最早由Frei.E和Beulter.G提出用于快速静态作业方案上，以整体统计理论为依据，在某已知值的解空间内，搜索一组方差和最小的似然函数整周数的解集，判断最有显著性，观测时间减少到5分钟左右。随后，又出现组合波搜索技术和目前的Z跟踪技术以及共同跟踪技术。科技的发展，令人目眩，2000年Ashtech又推出采用instant-RTK的Zxtreme接收机。随着GPS在动态定位领域的发展，特别是RTK技术的发展，专家学者提出了各种求解动态测量中相位整周模糊度的OTF方法。总体上来讲。按其所用数学思想的不同，OTF方法可分为四类:双频伪距法，模糊度函数法，最小二乘搜索法和模糊度协方差阵
17、法。四 PTK系统在测量中具体应用 1.测区概况为了很好地掌握实时动态技术RTK在山区大比例尺地形图测图中的应用，我们于2006年5月对焦作北面凤凰山进行了为期两天的1：500的地形测量。该测区位于焦作市西北面，距市区约1公里。南临老牛河村，东临焦作影视城，测区内交通便利，有公路、山路；地形复杂，有陡坎、沙场和峡谷；通视条件差并且山坡陡峭、道路崎岖；该区东西约0.2km，南北宽约0.2km。根据本次论文的需要，我们采用TOPCON双星双频接收机实时动态模式进行测量，测图方式为全数字化测图，使用南方CASS 5.0软件成图。2准备工作.参加人员：GPS方向的学生九名，经验丰富的指导老师3名。.仪
18、器设备：本次数据采集共使用四台TOPCON双频双星接收机设备，一台作为基准站，三台作为流动站，还有笔记本电脑两台，通讯设备为每组一部对讲机。仪器使用前已做了相应的检验，包括：. 接收机内部噪音检验，零基线检验；. 天线相位中心稳定性检验；. 光学对点器的检验等。检验后仪器都调整到最佳状态。3.收集测区的资料进入测区之前要收集测区控制点资料，包括控制点的坐标、等次、中央子线、坐标系统，是常用控制网还是GPS控制网、控制点的点之记、控制点的地形和周围环境是否可作为RTK基准参考站。4RTK基准站的设定为了保证RTK测量的精度和速度，选择一个环境良好的基准站是至关重要的，也是顺利实施RTK的关键，基
19、准站的安置应满足下列条件：（1） 基准站应有正确的已知坐标。（2） 基准站应选在点位稳固、方便架设仪器的地方。（3） 基准站应选在地势较高（也不必太高，还要交通方便），较为开阔周围无高度角超过10的障碍物，有利于卫星信号的接收和数据链的发送的位置。（4） 为防止数据链丢失以及多路径效应的影响，基准站周围应无GPS信号反射物（大面积水域，大型建筑物等）、高压线、电视台、无线电发射台、微波站等干扰源。5.基准站设置的过程：（1）.在基准站对中整平安置好拓普康GPS接收机，连接发射电台、电台天线和电瓶，量取GPS天线高；（2）.GPS开机，Ranger手簿开机，运行手簿上的Survey Pro软件，
20、选择屏幕上的“Create a Job”，设置好点名、长度单位和角度单位，然后选择“Finish”按扭，随后设置“Settings”和“Survey”，选择好手簿上的参数，最后进入“Base setup”页面，输入仪器高和该点的坐标，按“OK”键后，关闭该窗口，基准站设置便操作完毕。(3).RTK测量基准站的操作流程如图4-1所示：在基准站安置仪器GPS接收机设置基准站设置图4-1 基准站的操作流程图RTK基准站接线图如图4-2所示。电源电 台手簿电瓶GPS天线GPS接收机电台天线AntPwr图4-2 基准站接线图6. RTK流动站设置(1).把发射电台、电台天线、手簿和电池连接好；(2).G
21、PS开机，Ranger手簿开机，运行手簿上的“Survey Pro”软件，点击“Create New Job”键，输入点名：RTKROVER，往下选择角度单位和长度单位；点击“Finish”按扭，进入另一个窗口，选择该窗口中的“NEW”点击“Settings”，从而设置参数，设置完毕以后，返回到最初页面，即RTK流动站设置完毕。(3).RTK流动站的操作流程如图4-3所示：连接流动站背包GPS接收机设置读入基准站坐标流动站设置点测量图4-3 RTK流动站操作流程图7.图根控制测量测区XXKm共布设图根点X点。图根点测设采用目前比较先进的 RTK实时定位系统进行布设，仪器使用南方灵锐S82接收机
22、进行作业。观测过程中，在不同的观测站上，首先对等级点进行检测，检查其坐标及高程精度满足要求后才开始新的作业。 在局部隐蔽或建筑密集区，则采用图根辐射的方法进行图根点加密。图4-4 控制点布网图采用GPS-RTK卫星快速定位方法测设图根点时，每点至少有1个以上的通视方向；联测了3个以上等级控制点作为校正点，并至少对一个以上的控制点用RTK测量的三维坐标与已知值进行比较，平面较差在5cm以内，高程较差在7cm以内时，才进行RTK图根测量。测量中流动站与基准站间的距离均未超过5 Km，流动站的测量范围均在校正点控制的范围内。 观测前直接在仪器上设置各类参数，所采集的数据自动记录，观测数据等一系列的改
23、正及坐标计算均由仪器自动完成，作业结束后传输坐标到计算机内。图根辐射点的布设、观测及计算：本测区采用全野外数字化测图，图根辐射点在施测过程中，根据实地测图的需要进行布设，其观测数据等一系列的参数设置、改正及坐标计算均由仪器自动完成，然后通讯到计算机内。8 数据的采集(1) RTK基准站的操作在基准站对中整平安置好拓普康GPS接收机，连接发射台、电台天线和电线，量取GPS天线高。GPS开机，Ranger手簿开机，运行手簿上的Survey Pro软件。（2） RTK流动站的操作流动站设备连接完备。GPS开机，Ranger手簿开机，运行手簿上的Survey Pro软件。（3） 基准站测量到达测区先分
24、别把GPS架设在19、24、25、204（其中19、24、25三点为已知点）四点上，使用4台GPS接收机采用星型布网方法，快捷静态模式，测量时长50分钟，现场数据处理来求解转换参数并验证已知点的精度。（4） RTK测量在已知点上设置GPS接收机一台，并将一些必要的数据如基准站的坐标高程、坐标转换参数、水准面拟合参数、预设精度指标等输入GPS控制手簿。一至多台GPS接收机在若干待定点上设置。基准站与移动站同时接收卫星信号，基准站将接收到的卫星信号通过自备电台发送给移动站，移动站将接收到的卫星信号及基准站发送来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理，实时得出本站的坐标和高程及其实测精度，并随时
25、将实测精度与预设精度进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将提示测量人员进行记录，实测记录后，手簿将测得的坐标、高程和精度同时记录进手簿中，并终止本站的测量。同时每组应有一个同学负责根据地形图草图，并且注记每个点的属性。（三）观测人员的技术熟练程度、工作态度等对RTK数据采集的精度会有影响。在外业观测工作中仪器操作人员应注意以下事项：（1）当确认外接电源及天线等各项连接完全无误后，方可接通电源，启动接收机。（2）开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后，方能输入有关测站和时段控制信息。（3）接收机在开始记录数据后，应注意查看有关观测卫星数据量、卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、
26、存储介质记录等情况。（4）一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重新启动；进行自测试（出现故障除外）；改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采样间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。（5）每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次，当时段较长时可适当增加观测次数。（6）在观测过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容量是否充足，作业中观测人员不要远离接收机，听到仪器的低电压报警要及时予以处理，否则可能会造成仪器内部数据的破坏或丢失。（7）仪器高一定要按规定始、末、各量测一次，并及时输入仪器及记入测量手东北大学硕士学位论文第三章GPSRTK原理、技术关键及影响因素薄
27、之中。（8）接收机在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机；雷雨季节架设天线要防止雷击；雷雨过境时应关机停测，并卸下天线。（9）观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站。（10）观测过程中要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。四、CASS 5.0技术特色（一） CASS5.0的特点 1.参数设置直接写入注册表。在以前版本中参数设置后往往需要重新启动系统，CASS 5.0中采用参数直接写入注册表，设置后不必再重启系统，更加方便快捷。2.图框设置交互性更强更直观。原来插入图框后要将图框、图角章中的有关
28、文字内容改为用户的实际内容，繁琐不堪。5.0中图框设置采用对话框，修改快捷，一劳永逸。3.自动图形接边。新增全自动、半自动、手工的图形接边方式，把繁琐的接边简单化，且在角度小于设定角度时不留接边点。4.界址点独立。采用街坊内统一编号，界址点圆圈中存放界址点号属性，界址点号自动累加，方便重排浏览与查询编辑。5.图形属性联动。宗地图图形属性合为一体，修改宗地属性方便快速。6.宗地分合自如。相邻宗地可快速合并为一宗或一宗地任意分割为几宗，其面积信息等自动重算。宗地图绘制考虑孤岛情况，地籍设置加入新的内容。宗地扩展词典中加入地籍调查信息并可输出到ACCESS数据库。7.图面修改实时互动。断面土方计算取
29、消了道路设计参数文件的概念，断面图直接由图面修改设计线和地面实际线，修改后断面自动重新调整，比文件操作更直观。8.成果表格化。土方计算的成果可以直接生成表格，提供更为详尽的数据图形资料。9.图形数据压缩。用等值线滤波压缩等高线的数据量，可以在很大程度上解决生成等高线后图形文件变大的问题。可将数据量大的重量线转化为轻量线，很好地压缩图形文件。10.数据通讯集成在一个对话框中，全站仪、E500等外设通讯参数的设置更方便快捷。11.点号可以是字符串。12.行树狭长灌木林等线形难看的地物改为骨架线表示。13.等高线可过整数高程点。解决了等高线过陡崖的问题。切除过文字注记等高线时不会同时切掉等高线以外的
30、地物。可由登高线生成数据文件，计算土方量，绘制断面图。等高线内插功能有了极大的改善，5.0是通过两条相邻等高线重新构建三角网来生成内插等高线的，很好地解决了内插线条与原线条易相交打架的问题。14.批量倾斜图可沿线路中心线自动生成。（二）在数字化成图方面 待添加的隐藏文字内容31.方便的简码用户化方案。简码是描述测点地物属性与连接关系的一种代码，一般在野外采集过程中通过电子手簿输入与记录。CASS 5.0只需要用户将自己定义的编码放在一个称之为“编码对照文件”的文本文件中即可。2.完善、实用的电子平板。CASS 5.0的电子平板引入了“多镜测量”功能。CASS5.0的多镜测量理论上支持一个测站对
31、无限多个棱镜（测尺）的观测，极大提高了野外测图的工作效率。CASS 5.0同时还支持镜站电子平板。3.骨架线技术。在CASS 4.0以前版本中，骨架线仅作为数字地图导入GIS的一种概念性数据结构和支撑技术。但在CASS 5.0中，骨架线不仅是满足数字地图导入GIS的需要，同时，也已完全作为CASS的一种底层数据结构。这种扩充使得CASS 5.0的地图编辑可以直接针对骨架线进行。任何线状地物或面状地物，只要骨架线的数据（位置等）发生改变，与骨架线相关的所有符号也会发生相应的改变。4.直观、便捷的图上比例尺更改。底层骨架线带来的另一个好处是用户可以直接在当前图形界面上实时地改变地图的比例尺，而CA
32、SS以前的版本只有通过CASS交换文件才能完成这种改变。5.直观、高效的地物编辑。CASS 5.0提供了对象特性、特征匹配、及地物复杂等功能。具有图、数连动特征的对象特性功能更加集中、实时、直观地修改地物特征性的编辑。特性匹配功能则允许用户在地物之间进行特性的饿复制，地物复制则为绘制同类地物提供了一种非常快捷的方式，这些功能保证了地物编辑的效率的提高。6.丰富的DIM建模与等高线绘制功能。CASS 5.0提供了三角形过滤与重组功能，用户通过一定的设置可以优化三角形DTM的图形，也可以对不合理的三角形进行重组，例如可以调整三角形的边以避免与地性结构线相交。绘制等高线部分更进一步提供了陡坎的每一点
33、加坎高的功能和任意区域的等高线断开功能，使绘出等高线更加精确与美观。CASS 5.0提供的等高线内插功能无论从其简便性还是效果都是同类软件功能中一流的。7.提供了更多的用户化途径。CASS 5.0的用户化已经达到了当前数字化成图系统的极限。从编码到符号，从属性到图层，从菜单到快捷命令这些可见的与不可见的内容都是用户可以定制的。8.全面采用Object ARX开发技术。Object ARX是代表AutoCAD最高开发水平的开发技术。用Object ARX开发程序与AutoCAD共享地址空间，可直接访问AutoCAD数据库，其速度是Lisp程序不可比拟的。9.更加集中的参数设置集中在一个对话框中完
34、成，消除了过去老版本CASS参数设置的繁琐。而且，CSS 5.0中采用参数直接写入注册表，设置后不必再重启系统，更加方便快捷。（三）数字化测图的若干问题1.如何使用各种地形要素为计算机识别，众所周知，计算机只能识别数码。因此，首先必须将地形要素数字化。地形要素可分解为二类信息：一类是定位信息即自然信息，用用空间三维坐标来表示；另一类是属性信息即社会信息，用类码和字符表示。2. 计算机如何按照既定的要求对各类信息进行处理。3. 如何将处理的数据和文字信息转换成图形。4. 如何按照既定的数字模型完成各类数字化地形图应用问题。数字化地形测图在我国刚刚起步，其作业模式、基础理论、编码系统都在探索和发展
35、之中。应该肯定，一种镜站无编码便携机实时成图系统是大地测量仪器模式野外采集的发展方向。9.平面平差计算 四等GPS网精度统计如下：相对误差最大值表4-1 相对误差重复基线计算环型基线中误差 (m)重复基线GP03GP04.1640 0.0082GP03GP04.1641 0.0088相对误差= 4.39ppmdS= 0.0084mds 误差限制0.016m表4-2 相对误差同步环计算环型基线中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量同步环GP03GP04.1640 0.0082 2750.3087 -38.2253 1136.8915GP01GP03.1640 0.0125 2907.0553 -
36、237.4742 2313.4187GP01GP04.1640 0.0107 5657.3677 -275.7208 3450.3102相对误差= 1.62ppmS= 0.0216= 0.0036=-0.0213=-0.0000 相对误差限制10.00ppm S误差限制0.027m ,误差限制0.016m表4-3 相对误差异步环的计算环型基线中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量异步环GP04GP05.1640 0.0078 1312.9428 189.2853 -96.6593GP03GP04.1641 0.0088 2750.2962 -38.2042 1136.9004GP03GP05.
37、1640 0.0090 4063.2556 151.0456 1040.2265相对误差= 4.92ppmS= 0.0418= 0.0166=-0.0355=-0.0146 相对误差限制15.00ppm S误差限制0.052m ,误差限制0.030m绝对误差最大值表4-4 绝对误差重复基线计算环型基线中误差 (m)重复基线GP01GP03.1640 0.0125GP01GP03.1641 0.0134相对误差= 2.64ppmdS= 0.0152mds 误差限制0.018m表4-5 绝对误差同步环计算环型基线中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量同步环GP03GP04.1640 0.0082
38、2750.3087 -38.2253 1136.8915GP01GP03.1640 0.0125 2907.0553 -237.4742 2313.4187GP01GP04.1640 0.0107 5657.3677 -275.7208 3450.3102相对误差= 1.62ppmS= 0.0216= 0.0036=-0.0213=-0.0000 相对误差限制10.00ppm S误差限制0.027m ,误差限制0.016m表4-6 绝对误差异步环的计算环型基线中误差 (m)X 增量Y 增量Z 增量异步环GP03GP04.1641 0.0088 2750.2962 -38.2042 1136.9
39、004GP01GP03.1640 0.0125 2907.0553 -237.4742 2313.4187GP01GP04.1640 0.0107 5657.3677 -275.7208 3450.3102相对误差= 3.47ppmS= 0.0462= 0.0161=-0.0424=-0.0090 相对误差限制15.00ppm S误差限制0.060m ,误差限制0.035m最弱点GP01，平面中误差为0.0292m。最弱边为：GP05- GP06，边长精度：1/102921。五、总结与展望 GPS以其独特的全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点，已经引起了广大测量工作者的极大关注与兴趣。GP
40、S及RTK技术逐渐成熟，推动了测量工程技术的发展。主要介绍了RTK原理，组成及应用，并且运用RTK技术在山区进行测量，将采集的数据用CASS 5.0绘出一幅地形图。对RTK技术在山区测量的应用进行研究，充分体现了RTK独特的优越性，可适当延长观测时间，相对提高精度，相当于实时的快速定位。也可以看出GPS实时动态测量精度达到厘米级是可行的，海拔高程的精度要视该地区大地水准面距离值的精度或高程控制点的精度、密度、分布情况下，中误差控制在1.00 m以内也是可行的。但是，在山区由于受到多种因素的影响，在实际作业过程中，GPS的RTK技术还存在如下问题与不足之处：（1）卫星可见度问题。当卫星系统位置对
41、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，容易产生假值；另外，在高山峡谷深处及密集森林区，高森林立的闹市区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。（2）高程异常值问题。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图在有些地区，尤其是山区，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相当困难，精度也不均匀。（3）外界干扰问题。易受到障碍物如大树、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，精度会受到影响。RTK所必需的用于传送参考站观测数据的无线电信号，由于受到干扰，衰减严重，同样功率的电台信号的传送距离比
42、无阻挡时短得多，会严重影响外业精度和作业半径。（4）初始化的问题。在山区、一般林区、闹市区等作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，容易造成失锁，采用RTK作业时有时需要经常重新初始化。这时候，就得权衡是否选用初始化速度较快的GPS测量系统，以减少等待完成初始化的时间。（5）经济实用的问题。购买、租用设备投入的费用很高；RTK作业模式要求操作人员的素质较高，而且应的科技、操作人员还比较缺乏，人员的培训也不容忽视。（6）电力供应问题。需要多块大容量存电电池、电瓶才能保证连续作业，在电力供应缺乏或偏远作业区受到限制。RTK技术使精度、作业效率、实时性达到了最佳的融合，为测地工作提供了一种崭新的仪器，
43、在厘米级精度要求的普通测量中将大显身手。这将是一个应用面很广的领域，与机助绘图系统的结合将如虎添翼。就拿GPS其他各种测量模式而言，都有被RTK取代的趋势。当前，高精度测量仍然摆脱不了静态测量的模式。目前影响RTK应用进展主要是价格因素，可以预计，当其应用不断拓宽，用户增多，大批量生产加上市场竞争的驱动力，普及应用RTK技术并不是遥远的事。参考文献1全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314-2001）；2全球定位系统城市测量技术规程（CJJ73-97）；3公路全球定位系统（GPS）测量规范（JTJ/T066-98）；4全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程（CH8016-1995
44、）。5刘大杰全球定位系统（GPS）的原理与数据处理M上海：同济大学出版社，1996 6北京市测绘设计研究院CJJ7397，全球定位系统城市测量技术规程S北京：中国建筑工业出版社，19977GB/T18314-2001全球定位系统（GPS）测量规范8CJJ73-97全球定位系统城市测量技术规程9CH8016-1995全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程10吴贵才、赵国忱，工程测量学，北京：教育科学出版社，200311杨华、林玉祥 ，GPS技术及测量中的应用，北京：教育科学出版社，200412王金山、周园，测量学基础，北京：教育科学出版社，200313杨华、米志强，控制测量学，北京：教育科学出版社，2003致谢首先，我要衷心感谢一直以来给予我无私帮助和关爱的老师们，特别是班主任李振林老师，论文指导王毅老师。谢谢你们对我的关心与照顾，从你们身上，我学会了如何学习，如何工作，如何做人。在毕业前最后的时光，我要认真的感谢我生命中出现的那些十分重要的师姐师兄、师弟师妹们，以及身边所有的朋友与同学，他们不仅在学术上给予我指点，同时也是我生活中一起同行的人，在交往的过程中我们建立信任、彼此鼓励、互相支持与帮助。最后，我要感谢
