研究和评论:工程和技术雷竞技苹果下载杂志》上
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ISSN: 2319 - 9873
+ 44 7456 035580沙特国王大学,土木工程部门测绘工程项目,沙特阿拉伯王国
收到的日期:11/07/2017;接受日期:15/09/2017;发布日期:30/09/2017
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今天,先进的GPS接收器改善定位信息的准确性,但在关键的位置如城市地区,卫星可用性是有限的,由于信号阻塞问题,这会降低所需的精度。本文的目的是评估的水平定位精度实时运动全球定位系统(RTK-GPS)可用测量工程项目实验室在沙特国王大学土木工程学系,利用RTK技术。要完成这个任务,一个参考的十一个网络控制点在沙特国王大学罗盘区域成立于一个几乎有限开放的区域作为一个精度测试参考。GPS用于确定11个测试点的水平位置。结果表明,11毫米的水平位置根平均平方误差可以获得使用徕卡530 RTK-GPS SR。
水平定位,精度、测量、真正的运动
全球定位系统(GPS):全球定位系统;位置:位置精度因子;RMSE:均方根误差;RTK:实时运动
测量工程主要是与实地测量包括距离、方向和高度。众所周知,测量和观察通常伴随着错误精度恶化。测量工程师对早期历史以来的准确性很感兴趣他们的职业。自从磁带的使用,他们感兴趣的材料制造,其变化与天气条件,这样他们就可以确定他们可以获得最终的精度。
有各种定位调查技术,然而,最新的大地GPS接收器改善定位信息的准确性,但在关键的位置如城市地区,卫星可用性困难是由于信号阻塞问题,多路径等,降低所需的精度。
RTK技术越来越普遍,现在一般首选GPS定位技术。它是一种先进的形式相对GPS载波相位测量的参考站传送测量数据依次计算一个向量的罗孚基线从参考站到探测器的位置。
RTK GPS,不过只适合GPS跟踪条件和良好的环境与持续可靠的基站罗孚沟通(1]。
考虑到这些限制,本文的目的是评估的水平定位精度GPS仪器实验室的公民工程在沙特国王大学部门:徕卡SR530 L1 / L2基地和罗孚GPS RTK调查。徕卡,这个乐器制造商,声称达到10毫米定位精度在执行RTK(徕卡Geosystem)。这种说法将测试在一个小空地在沙特国王大学(已经)校园在这个项目。
这项研究的结果可以作为指示是否RTK GPS可用于测量在这样一个网站所宣称的水平定位精度达到厘米制造商。
GPS是一种高度精确导航系统利用卫星的信号来确定地球表面上的位置,无论天气条件。它是基于GPS卫星在地球传递信号包含卫星的时间和地点。任何地面接收机,接收信号从四个或更多的GPS卫星可以使用导航方程来计算它的位置在地球表面。GPS最初开发军事用途,但自1990年代以来一直在民用开放,现在等常见应用程序中使用手机、汽车导航系统,当然测绘(2,3]。
静态GPS基线
静态GPS用于确定准确的坐标点的调查同时记录GPS观测数据在一个已知的和未知的测点至少20分钟。在办公室的数据处理提供坐标的精度比5毫米的持续时间取决于当时的观测和卫星可用性的测量4]。
实时运动(RTK)观察
这就是剩下一个接收器在一个位置的精确已知地面坐标,称为基站和另一个接收器位置待定-移动探测器。探测器的位置可以计算和存储在几秒钟,使用无线电提供一个坐标校正。最后一个模式是一个研究重点。在接下来的部分做一些研究在评估水平位置精度和结果将概述。
在过去的二十年里,大量的研究RTK-GPS已经执行的准确性。一些研究的总结和成果在接下来的部分。
Chekole测试了网络控制点比较精度和时间支出的TS和GPS。RTK测量的准确性,在网络上被发现不到9毫米水平和他们在垂直坐标达到2.2厘米5]。
为了检查兼容性的RTK与全站仪方法,艾哈迈德,2012测试现有网络RTK与全站仪测量(6]。测试的目的是评估RTK可实现的准确性,检查结果的可重复性在不同卫星配置和评估RTK在市区的表现。在测试、准确性和重复性RTK进行了评估,通过比较独立的坐标点的精确确定使用全站仪。根据结果,全站仪的坐标和RTK的区别是2厘米的水平和垂直坐标的3厘米。
Ehsani RTK-GPS等人调查了50公顷的区域。基站和四个参考点建立在调查地区的最高点修正GPS信号实时传输从一个基地接收机在一个已知的位置到一个或多个探测器接收器(7]。结果从RTK GPS方法给1厘米的水平坐标精度补偿大气延迟,轨道在GPS几何错误和其他变量。
林,GPS RTK与全站仪进行精度测试。结果表明,14毫米的位置精度已经达到使用GPS RTK在使用全站仪可以确定16毫米位置精度(8]。
琼森等人进行了测试精度不同的GPS RTK测量仪器(徕卡,Topcon特林布尔)。建立了9个网络控制点使用全站仪(9]。然后,作者表现在同一网络RTK测量和比较结果用不同的乐器。从RTK测量结果显示,水平和垂直精度分别为10毫米和2厘米。
Veersema进行了一个案例研究调查调查使用边界RTK技术的调查(10]。尼康DTM821全站仪和徕卡SR530 RTK场单元和基站Inverell无线电进行了调查,新南威尔士北部和选址调查由六个很多包括约10公顷位于城市的郊区(11]。
的差异之间的距离RTK与全站仪调查范围从13毫米到57毫米,标准差为14毫米。当比较以东和以北值为每个点坐标得到的每个方法发现了一些有趣的趋势。以东的差异几乎所有负值,表明RTK派生坐标以东更远的地方是派生的全站仪坐标平均22毫米。北航坐标的差异也显示这一趋势在RTK派生的坐标是几乎所有的衍生全站仪坐标的大部分差异价值观是积极的平均16毫米。位置矢量误差是34.4毫米。
a . El-Mowafy测试RTK-GPS定位精度在施工实现位置精度1 - 3厘米(15毫米的RMSE位置)(12]。
定位合适的区域进行水平定位精度RTK-GPS需要考虑以下几点:
•测试区域应该是自由的建筑或任何病因突然改变地形(洪水、钻井或转储)。
•没有梗阻以上15°高程,以避免堵塞信号。
•没有反射表面(金属结构、栅栏或水面),以避免多路径。
•没有附近的电气安装,以避免信号干扰。
利雅得,沙特阿拉伯王国的首都,位于阿拉伯半岛的中心在北纬34°- 38“北和经度46 43°——”东约600米以上平均海平面内志,东部地区主要由岩石高原景观,在阿拉伯半岛的中心(图1)(13]。
图1:利雅得地理位置。沙特国王大学(已经)校园的谷歌地图如图2所示位于北利雅得的一部分。
已经代校园真的是忙于建设进行在不同的网站(14]。已经花费了相当多的时间选择一个孤立的区域(图2)哪里有建设和移动车辆阻碍卫星信号。
图2:沙特国王大学(已经)校园。
水平的测试步骤开始构建一个网络控制点,将作为测试点的水平位置将由RTK-GPS方法确定其水平定位精度(图3)。
图3:测试区域内已经代校园,有界的红线。
建立参考网络
在选择最合适的测试区域内已经代校园为卫星的可见性,测试点是用钉子可持续性的原因。这些点形成一百一十一遍历点(图4)。
图4:遍历参考测试网络。
两个点的坐标SA01 SA02(图5)与静态GPS测量三个小时为了用作基线网络遍历。这两点是纠正与现有控制点AM2工程学院(本地控制点),SA01被用作网络遍历点之一。
图5:选择电台SA01和SA02 AM2与控制。
计算网络点配合精度高,测量了在两个面临1101三轮每个使用徕卡全站仪等消除仪器错误的视线错误,倾斜和垂直轴系误差指数错误。
后观察导线的内角和长度的导线点的坐标确定使用闭合导线的公式和错误条件。
遍历内角关闭错误可以计算使用以下关系:遍历理论内角之和——观察导线内角之和。
从理论上讲,内角之和作为[闭合导线的15]:
(n - 2)×180°
,n =数量的边,或者遍历的角度。
关闭观测误差的遍历= (n - 2)×180°-Σ观察内角。当前情况下,多边形是10-sided (n = 10),因此,其内部的理论和天使= (10)×180°= 1440。
实际的闭合误差将决定是否根据标准允许的误差是可以接受的表和学位是它。
知道错误及其程度我们可以调整室内角度误差为零(表1)。
表1。标准允许误差表。
| 程度的遍历 | 角误差 | 相对误差距离周边 | 合适的工作类型 |
|---|---|---|---|
| 1度 | 2“√n | 1:25000 | 测量控制点和天线 |
| 第二学位 | 10“√n | 1:1 | 工程测量 |
| 第三阶段 | 30“√n | 1:5000 | 制定工作 |
观察导线之间的闭合差分布同样角度的调整角度(表2)。这些被用来计算侧方位的导线从SA01和SA02。
表2。遍历SA1-9调整内角,度。
| 站 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 赫兹角 | 60.2433 | 58.2200 | 240.0372 | 143.9583 | 318.3522 | 113.8228 |
| 站 | 7 | 8 | 9 | SA1 | Ʃ | 错误 |
| 赫兹角 | 233.5775 | 69.2944 | 121.925 | 80.5692 | 1440年 | 0 |
最后调整导线网控制点的坐标给出表3。
表3。最后调整导线点坐标(单位:米)。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | SA01 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| X | 3164.81 9 | 3135.34 8 | 3172.1 30 | 3187.169 | 3217.033 | 3174.662 | 3169.98 7 | 3139.24 - 1 | 3158.718 | 3230.685 |
| Y | 5171.068 | 5212.793 | 5215.016 | 5245.173 | 5260.688 | 5271.409 | 5298.976 | 5314.506 | 5332.354 | 5177.553 |
GPS观测计划
之前数据收集计划进行了观察卫星可用性理论。大多数GPS软件有能力提供了理论估算卫星的可用性在一个给定的位置和时间(表4)。数据收集是因此计划要做的时候有最佳卫星卫星在适当时的可用性和配置产生一个可接受的(低)位置误差值。
表4。GPS观测规范。
| 点 | GDOP | 位置误差 | 期 | 时间间隔 | 可见卫星数量 |
|---|---|---|---|---|---|
| SA01 | 马克斯3.3 | 马克斯1.8 | 3个小时 | 8.35 - 11.48 | 10 |
| SA02 | 马克斯3.9 | 马克斯1.5 | 3个小时 | 7.43 - 10.45 | 10 |
利用卫星可用性项目选择了合适的日期和时间间隔的观察从图表所示给电台SA01和SA02(表5):
表5所示。控制点坐标(m)。
| 点 | X坐标 | Y坐标 | 距离AM2 |
|---|---|---|---|
| SA01 | 663230.7000 | 2735312.2901 | 434.1963米 |
| SA02 | 663230.6853 | 2735177.5530 | 462.6701米 |
图6 - 8显示观察日期计划两个电台SA01和Sa02,分别。
图6:SA01观察日期计划。
图7:SA02观察日期计划。
图8:方向和距离的控制AM2 SA01和SA02链接。
RTK-GPS测试结果:最小值、最大值和均方根误差在X和Y方向,连同RMSE给出了在水平位置表6。
表6所示。RTK-GPS最小、最大和RMSE在X和Y方向和RMSE水平位置(mm)。
| 最低 | 最大 | RMSE | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| dX | dY | dX | dY | σX | σY | σP |
| 0.6 | 1.0 | 18.1 | 27.7 | 7.9 | 7.4 | 10.8 |
第一眼表6显示了使用仪器,GPS平面精度(11毫米)。错误的坐标由GPS的大小范围从0.6毫米到18.1毫米的RMSE在X方向上,从1.0毫米到7.9毫米27.7毫米7.4毫米的RMSE Y方向。RMSE获得的水平位置是10.8毫米。
与以往的研究结果进行比较表7显示了水平的RMSE中毒RTK-GPS测试获得的由作者在上面提到的文献综述。
表7所示。RTK-GPS水平定位精度(毫米)通过不同的作者。
| 参考 | 当前的研究 | [5] | [8] | [9] | [6] | [7] | [12] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RMS位置精度(毫米) | 10.8 | 9.0 | 14.0 | 10.0 | 18.0 | 10.0 | 15.0 |
在当前的测试结果(RMSE水平定位10.8毫米)比较好与其他研究人员获得的RMSE定位精度,从9毫米至18毫米。它还被制造商声称什么比较好。
RTK-GPS的水平定位精度进行了测试使用10参考控制点网络建立了测试和发现是10.8毫米。这个结果与其他研究人员获得的结果已经比较好。
应用程序需要高精度作为参考价值(X, Y)坐标,RTK - GPS控制点等机构,可以相当。
GPS RTK -可用于许多任务在不同的应用程序,例如,大地测量学、工程、建筑和采矿与高精度水平调查和文档的文化遗产在水平位置(11毫米)。
RTK GPS测量设备可以建造或土地所有者占有优势。它使调查更准确,减少错误的风险和问题,并给出一个更专业的调查和保证。
表示在准确性和规范标准,2015年在加州运输局调查手册(2015年加州交通部),都必须有一个最低水平的项目控制调查网络2厘米的准确性。或更好的实现的RTK-GPS作为本研究验证(16]。
作者承认研究中心支持的工程学院和土木工程署GPS进行测试。工程师费萨尔·拉希德Almutairi和阿卜杜勒·艾哈迈德·伊德里斯也承认的野外观察他们在准备最后一年的项目。
