rtk测量两个已知点如何用全站仪导线测量复核误差15cm以上原因出在哪

全站仪与RTK在地形测量中的应用与比较-博泰典藏网
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全站仪与RTK在地形测量中的应用与比较
导读:清华大学工程测量技术专业毕业设计,《测量学》教材推导出的化式为m偏=ρ/23√(e1/S1)2+(e2/S2)2,e2取全站仪在测图中的照准待测点的偏差,根据《城市测量规范》中给出的各比例测图,图根控制测量与各比例测图测距限值,通过计算得出下表:比em例m1:500e1mme2mmS1mm80S2mm150,目前全站仪大多采用相位式光电测距,目前测绘生产单位配备的测图用全站仪的测距标称精度大多清华大学工程测量技术专业毕业设计 ③ 目标偏心误差对水平角测角的影响,《测量学》教材推导出的化式为 m 偏 = ρ /23 √ (e1/S1)2+(e2/S2)2 , S1 、 S2 的取法与对中误差中的取法相同, e1 取仪器设站时照准后视方向的误差,此项误差一般不会超过 5mm ,取 e1=5mm , e2 取全站仪在测图中的照准待测点的偏差。因为常规测图中棱镜中心往往不可能与地面点位重合,偏差为棱镜的半径 R=50mm ,固取 e2=50mm 因为对中误差与目标偏心误差均为“对中”性质的误差,就对中本身而言,它是偶然性的误差,而仪器一旦安置完毕,测它们就会同仪器本身误差一样同时对测站上的所有测角发生影响,根据误差传播定律,则测角中误差 M β = 。 下面就以上分析,根据《城市测量规范》中给出的各比例测图,图根控制测量与各比例测图测距限值,通过计算得出下表: 比em例 m 1:500 e1mm e2mm S1mm 80 S2mm 150 M 中 M M M M 偏 " 标 " 测 " β " 49.5 2 5 2 5 2 5 0 4 10 4 10 .6 194 .1 121.2 50.4 51.2 30.2 313 5 50 8.4 1:0 3 5 50 150 250 4.7 29.6 3 5 50 250 0 402.8 18.5
2 、全站仪测距的误差估计 目前全站仪大多采用相位式光电测距,其测距误差可分为两部分:一部分是与距离 D 成正比例的误差,即光速值误差,大气折射率误差和测距频率误差;另一部分是与距离无关的误差,即测相误差,加常数误差,对中误差。故,将测距精度表达式简写成 MD= ± ( A+B 3 D ),式中 A 为固定误差,以 mm 为单位, B 为比例误差系数以 mm/km 为单位, D 为被测距离以 km 为单位。目前测绘生产单位配备的测图用全站仪的测距标称精度大多为 MD=3mm+2mm/km3D 。在这里 D 取测站点到待测点之间的《城市测量规范》规定的限值。通过计算得到各比例尺测图中测距中误差值 MD ,如下表:
比例 D ( km ) MD ( mm ) 1:500 1: 0.250 3.3 3.5 1: 3.8 3 、分析全站仪测图的点位中误差 M 根据前面对测角和测距精度的分析,运用误差传播定律来分析估计全站仪测
清华大学工程测量技术专业毕业设计 图在工作中的实测点位中误差(相对于图根点)。 ① 建立定点( X Y )与角度(β)、距离( D )之间的出数关系式, X=Dcos β, Y=Dsin β; ② 对上述出数关系式全微分,求出具真误差关系式: △ X=cos β △ D - D 3 sin β△β , △ Y=sin β △ D+D 3 sinB △ B ③ 根据误差传播定律写出中误差平方关系式: Mx2=cos2 β MD2+D2sin2 β M2 β
My2=sin2 β MD2+D2cos2 β M β 2
M= = ,此式就是点位中误差与角度中误差 M β ,距离中误差 MD 及距离 D 的关系式,根据此式及《城市测量规范》规定的 D 的限值,通过计算得出下表: 距离 标称测比例 M D
M β " M( mm) D 角精度 " 1:500 1:0 150 250 400 3.3 3.5 3.8 2 5 2 5 2 50.4 51.2 30.2 31.6 19.1 36.8 37.4 36.8 38.5 37.2 5 21.2 41.3 由以上分析及计算数据知,全站仪在测图运用中的点位精度远远优于规范给出的精度(附表)要求。
二、全站仪测图高程中误差分析。
众所周知,全站仪测图的高程为三角度程,而三角高程单向观测的高差计算公 h=D3tan α v+(1-k) D2/2R+i-v ,对公式进行全微分求出真误差关系式,然后根据误差传播定律求出中误差平方关系式为: M h2=(tan α v+(1-k)D/R) 2 MD2+(D3sec α v)2M α v +(D2/2R)2Mk2+Mi2+Mv2 。由中误差平方关系式分析各变量的取值。 1 、分析竖角测角精度,全站仪的标称精度为 M 标 ,则测图中竖角的半测回中误差 M 半测 =2M 标 (与前面水平角分析类似)。 2 、分析仪器高 i 与目标高 v 的量取精度,根据本人在工作中的经验,两次量取仪器高 i 与目标高 v 的差数不会超过 3mm ,即 d ≤ 3mm ,运用误差传播定律同精度双观测求中误差公式则 Mi=Mv= = ± 2.1mm 。 3 、分析大气垂直折光差系数误差,根据《城市测量规范》条文说明中对此项的分析,估计 Mk=+0.05 , 4 、在城市数字测图中地形的起伏一般不会超过 25 °这里取α v = 25 ° 由于测图中地面点高程 H 的精度是相对于图根控制点而言的,即图根控制点高程可视为真值,则 MH = Mh
根据以上分析与取值,计算得下表:
清华大学工程测量技术专业毕业设计 比例 1:500 1:0 D 150 MD 3.3 Mi 2.1 Mv 2.1 Mk 0.05 M 半MH M 标
( mm ) 2 4 4.6 5 10 8.7 2 4 10 4 10 6.3 13.8 9.1 21.7 250 3.5 2.1 2.1 0.05 5 2 400 3.8 2.1 2.1 0.05 5 由表格数据知,全站仪测图地面点高程精度远优于规范规定的限差(附表)。但在实际工作中由于地面土质的影响,以及有些点不方便目标的放置等因素的影响导致棱镜中心至地面的高度有误差,所以实际工作中的高程误差要高于以上的误差估计。 附:《城市测量规范》对点位中误差、高程中误差的有关规定。 4.1.8 图上地物点相对于邻近图根点的点位中误差与邻近地物点间距中误差应符合表 4.1.8 的规定 表 4.1.8 (图上 mm ) 点位中邻近地物点间距中误地区分类 误差 差 城市建筑区和平地、丘陵地 ≤ 0.5 ≤ 0.4 山地、高山地和设站施测困难≤ 0.75 ≤ 0.6 的旧街坊内部 4.1.9 ⒈城市建筑区和基本等高距为 0.5m 的平坦地区,其高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差不得大于± 0.15m 。 ⒊等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差应符合表 4.1.9 的规定。 表 4.1.9 地形类别 平地 丘陵地 山地 高山地 高程中误差≤ 1/3 ≤ 1/2 ≤ 2/3 ≤ 1 (等高距)
清华大学工程测量技术专业毕业设计
参考文献 [1]李征航,黄劲松。GPS测量与数据处理[M]。武汉:武汉大学出版社,2005 [2]孔祥元,梅是义。控制测量学[M]。武汉:武汉大学出版社,2001 [3]张效锋。浅谈全站仪在工程测量中的应用[J]。安徽建筑,2002 [4]徐硕。GPS的基本原理及其在“3 S”技术集成中的应用[J]。云南师范大学学报,2003 [5]张凤举,张华海等.控制测量学[M].北京:煤炭工业出版社,1999. [6]刘大杰,施一民等.全球定位系~(GPS)的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,1996. [7]张效锋. 浅谈全站仪在工程测量中的应用[J ] . 安徽建筑, 2002 , (3) :55 C 59
清华大学工程测量技术专业毕业设计 致
大学三年学习时光已经接近尾声,回首走过的岁月,心中倍感充实,当我写完这篇毕业论文的时候,感慨良多。
从论文的选题、资料的收集到论文的撰写编排整个过程中,我得到了许多的热情帮助。 我首先要感谢刘飞老师,是他将我领入了工程测量的大门,并对我的研究提出了很多宝贵的意见,使我的研究工作有了目标和方向。另外,在校图书馆查找资料的时候,图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢!同时,在本论文的写作和修改过程中,同学和朋友都提出了许多意见和建议。屡得金石珠玉之言,受益良多,在我写论文的过程中给予我了很多你问素材,还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。在此谨向各位同学和朋友致谢,感谢你们无私的帮助,耐心的指导。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。
由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友批评和指正!
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为什么有时候RTK测量出来的平面坐标算出来的距离和用全站仪直接测量出来的平距差值比较大,是不是仪器出了问题?
其实很多情况下并不是仪器有问题,这个问题主要从投影变形的角度考虑,如果某地的投影变形超过一定的限差,而我们不加以修正,就无法满足我们的测量要求(规定:投影长度变形值不得大于2.5cm/km,即投影变形应达到1/40000的精度。超过这个限差时就要求须对实测长度进行改正后才能使用)。出现这种变形主要是由于我们的测区离我们要投影中央子午线太远(离中央子午线越远,变形越大)或是当地的高程引起的(尤其是在测量带状图或测区高差较大时变形更加大)。
根据上述产生变形的原因,我们可以采用不同的方法来改正。当国家标准坐标系统不能满足测量要求时,我们可以通过以下几种方法进行坐标改正:
方法一:把中央子午线适当移动,以抵偿由高程面的边长归算到参考椭球面上的投影变形(称为任意带高斯正形投影)。这种方法,一般是把中央子午线移动到测区中心,以期使变形变小来满足我们的测量要求,同时为了和国家标准坐标相联系,可以通过换带计算的方法把国家标准坐标换算过来。
方法二:重新选择合适的高程投影面,抵偿分带投影变形。对于投影面的选择,在没有特别要求的情况下,我们一般会选测区的平均高程作为投影面(如果平均高程不能满足要求,还有另外的计算高程抵偿面的方法),这种采用抵偿坐标系的实质是将国家标准坐标系统中的长度元素按一定比例进行缩放,因此抵偿坐标系与国家标准坐标系的坐标转换是不难实现的。设S为国家标准坐标系中的长度元素,Sc为抵偿坐标系中的长度元素,两种坐标系统中的长度元素之比为:Sc/S=(R+Hm)/R,假设q=Hm/R,则有Sc/S=1+q(其中为Hm高程抵偿面高程,R为参考椭球曲率半径,扁率不变),假设投影原点为(x0,y0),国家标准坐标为(x,y),抵偿坐标系中坐标为(xc,yc),则有抵偿坐标系和标准坐标系的坐标换算可按下式计算:xc =x+q(x-x0); yc =y+q(y-y0)。由此可推出:x= xc-q(xc- x0)/(1+q);y= yc-q(yc- y0)/(1+q)。这个公式即为两种坐标系之间的相互转化公式。
方法三:可通过既移动中央子午线,又改变高程投影面的方法来实现(称为具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影),也就是以上两种方法的综合。这种方法的计算较为复杂,有兴趣的可以查找一下相关的资料作为参考。
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rtk测量两个已知点如何用全站仪复核误差15cm以上原因出在哪
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1 设站地点有地磁,高压,靠近屏蔽区2 仪器高没量准输入正确,仪器没3平3 不支持北斗的机器,请避开13-16点,这个点星不好。不要开伽利略。。4 中央子午线和坐标系不正确5 已知点有问题,或者测的时候机器里有无关的4参,7参。6全站操作有问题。。。。
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rtk测量实习报告范文
摘要:一:实习目的 正确认识和理解RTK定位技术,学会并掌握RTK在工程上的放样过程。 RTK定位技术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结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值关键词:rtk,测量,实习报告,范文,实习,目的,正确认识,理解,R
  一:实习目的  正确认识和理解RTK定位技术,学会并掌握RTK在工程上的放样过程。 RTK定位技术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结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术。  RTK 系统正常工作要具备以下三个条件:第一,基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号;第二,基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号;第三,基准站和移动站要连续接收 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。  二:实习组织及时间安排  20XX年2月25日至20XX年3月15日  三:实习任务  1、了解和掌握RTK的基本原理和作业模式。  2、利用RTK进行点的放样。  3、了解RTK的优点和局限性。  1)启动基准站。将基准站架设在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上,正确连接好各仪器电缆,打开各仪器。将基准站设置为动态测量模式。  2)建立新工程,定义坐标系统新建一个工程,即新建一个文件夹,并在这个文件夹里设置好测量参数[如椭球参数、投影参数等]。这个文件夹中包括许多小文件,它们分别是测量的成果文件和各种参数设置文件,如*.dat、*.cot、*.rtk、*.ini等。  3)点校正 CPS 测量的为 WCS -84 系坐标,而我们通常需要的是在流动站上实时显示国家坐标系或地力独立坐标系下的坐标,这需要进行坐标系之间的转换,即点校正。点校正可以通过两种方式进行。A、在已知转换参数的情况下。如果有当地坐标系统与 WCS-84 坐标系统的转换七参数,则可以在测量控制器中直接输入,建立坐标转换关系。如果上作是在国家大地坐标系统下进行,而且知道椭球参数和投影方式以及基准点坐标,则可以直接定义坐标系统,建议在 RTK 测量中最好加入 1-2 个点校正,避免投影变形过大,提高数据可靠性。B、在不知道转换参数的情况下。如果在局域坐标系统中工作或任何坐标系统进行测量和放样工作,可以直接采用点校正方式建立坐标转换方式,平面至少 3 个点,如果进行高程拟合则至少要有 4 个水准点参与点校正。  4)流动站开始测量  A、单点测量:在主菜单上选择“测量”图标打开,测量方式选择“RTK”, 再选择“测量点”选项,即可进行单点测量。注意要在“固定解”状态下,才开始测量。单点测量观测时间的长短与跟踪的卫星数量、卫星图形精度、观测精度要求等有关。当“存储”功能键出现时,若满足要求则按“存储”键保存观测值,否则按“取消”放弃观测。  B、放样测量:在进行放样之前,根据需要“键入”放样的点、直线、曲线、 DTM 道路等各项放样数据。当初始化完成后,在主菜单上选择“测量”图标打开,测量方式选择“RTK”,再选择“放样”选项,即可进行放样测量作业。在作业时,在手薄控制器上显示箭头及目前位置到放样点的方位和水平距离,观测值只需根据箭头的指示放样。当流动站距离放样点就距离小于设定值时,手薄上显示同心圆和十字丝分别表示放样点位置和天线中心位置。当流动站天线整平后,十字丝与同心圆圆心重合时,这时可以按“测量”键对该放样点进行实测,并保存观测值。  3、利用RTK进行点放样  1)测前准备:获取 2~3 个控制点的坐标(如果没有已知数据可用静态 GPS 先进行控制测量),解算或用相关软件求出放样点的坐标,检查仪器是否能正常使用。  2)站的架设:将基准站架设在较空旷的地方(附近无高大建筑物或高压电线等)架设完后安装电台,连接好仪器后开启基准站主机,打开电台并设置频率。  3)建立新工程:开启移动站主机,待卫星信号稳定并达到 5 颗以上卫星时,先连接蓝牙,连接成功后设置相关参数:工程名称、椭球系名称、投影参数设置、参数设置(未启用可以不填写),最后确定,工程新建完毕。  4)输入放样点:打开坐标库,在此我们可以输入编辑放样点,也可以事先编辑好放样点文件,点击打开放样点文件,软件会提示我们是对坐标库进行覆盖或是追加。  5)测量校正:测量校正有两种方法:控制点坐标求校正参数和利用点校正。第一中方法,利用控制点坐标库(即计算校正参数的一个工具)的做法大致是这样的:假设我们利用 A,B 这两个已知点来求校正参数,那么我们必须记录下 A,B 这两个点的原始坐标(即移动站在 Fixed 的状态下记录的这两个点的坐标),先在控制点坐标库中输入 A 点的已知坐标之后软件会提示你输入 A 点的原始坐标,然后再输入 B 点的已知坐标和 B 点的原始坐标,这样就计算出了校正参数。第二种方法,利用校正向导校正,此方法又分为基准站在已知点校正和基准站在未知点的校正。  我们这里只说明一下基准站架设在未知点的校正方法。A、利用一点进行校正:步骤依次为工具--校正向导--基准站架设在未知点--输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--校正。B、利用两点校正:步骤依次为工具--校正向导--基准站架设在未知点-输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--下一步--将移动站移到下一个已知点--输入当前移动站的已知坐标--待移动站对中整平后并出现固定解--校正。C、利用三点校正:与利用两点校正相同,只是多增加了一个已知点,多重复了一遍。  6)放样点:选择测量--点放样,进入放样屏幕,点击打开按钮目,打开坐标管理库,在这里可以打开事先编辑好的放样文件,选择放样点,也可以点击“增加”输入放样点坐标。  4、RTK 的技术特点  1)工作效率高: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设站次数,移动站一人操作即可,劳动强度低,作业速度快,提高了工作效率。  2)定位精度高:只要满足 RTK 的基木工作条件,在一定的作业半径范围内(一般为 4km )RTK 的平而精度和高程精度都能达到厘米级。3)全天候作业:RTK 测量不要求基准站、移动站间光学通视,只要求满足 “电磁波通视”,因此和传统测量相比,RTK 测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小,在传统测量看来难于开展作业的地区,只要满足 RTK 的基木工作条件,它也能进行快速的高精度定位,使测量工作变得史容易史轻松。  4)RTK 测量自动化、集成化程度高,数据处理能力强:RTK 可进行多种测量内、外业工作。移动站利用软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,减少了辅助测量工作和人为误差,保证了作业精度。  5)操作简单、易于使用:现在的仪器一般都提供中文菜单,只要在设站时进行简单的设置,就可方便地获得二维坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便地与计算机、其他测量仪器通信。  5、RTK的局限性和精度保障  RTK 也有其局限性,会影响到执行上述测量任务的能力。了解其局限性可确保 RTK 测量成功。最主要的局限性其实不在于 RTK 本身,而是源于整个 GPS系统。如前所述,依靠的是接收两万多公里高空的卫星发射来的无线电信号。 GPS相对而言,这些信号频率高、信号弱,不易穿透可能阻挡卫星和 GPS接收机之间视线的障碍物  。事实上,存在于 GPS接收机和卫星之间路径上的任何物体都会对系统的操作产生不良影响。有些物体如房屋,会完全屏蔽卫星信号。因此,GPS不能在室内使用。同样原因, GPS也不能在隧道内或水下使用。有些物体如树木会部分阻挡、反射或折射信号。GPS信号的接收在树林茂密的地区会很差。树林中有时会有足够的信号来计算概略位置,但信号清晰度难以达到厘米水平的精确定位。因此,RTK 在林区作业有一定的局限性。  这并不是说,GPS RTK只适用于四周对空开阔的地区。RTK测量在部分障碍的地区也可以是有效而精确的。其奥秘是能观测到足够的卫星来精确可靠地实现定位。在任何时间、任何地区,都可能会有 7 到 10 颗 GPS 卫星可用于 RTK 测量。RTK系统的工作并不需要这么多颗卫星。如果天空中有 5 颗适当分布的卫星,就可作精确可靠的定位。有部分障碍的地点只要可以观测到至少5颗卫星,就有可能做 RTK 测量。在树林或大楼四周作测量时,只要该地留有足够的开放空间,使 RTK系统可观测到至少5颗卫星, RTK测量就有成功的条件。在论述 RTK技术的原理时,我们知道,RTK测量的关键是确定整周未知数,能否连续地、可靠地接收基准站播发的信号,是RTK 能否成功的决定因素。在实际应用中,来自各方面的干扰,降低了RTK 的可靠性和精度。 研究表明,为了保证地物点的测量精度,我们在选点时要采取以下措施: 1、点位应设在易于安装接收机设备、视野开阔、视场内周围障碍物高度角应小于 15°(如可以选在最高建筑物的顶楼)。  2、点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站、微波通道等),其距离不小于200 m;远离高压电线,距离不小于50m。  3、点位附近不应有大面积的水域或强烈干扰卫星信号接收的物体。  4、点位选择要充分考虑到与其它测量手段联测和扩展。  5、点位要选在交通方便的地方,以提高工作效率。  6、点位要选在地面地基坚硬的地方,易于点的保存。除此之外,为了保证地物点的测量精度,我们还要对接收机天线进行校验,选择有削弱多路径误差的各种技术的天线。同时,我们还要不断利用新的数据处理技术,以削弱各种误差带来的影响。  四、实习收获和体会  鉴于这次的实习,对RTK实时动态定位技术有了一定的了解。实习过程中有各种困难。对仪器操作的不熟悉,对3.0工程之星的运用操作。所遇到的各种问题能及时向别人请教才能顺利完成此次实习。RTK技术是GPS技术发展到目前阶段的最新技术,由十它有着精度高、速度快、不需要通视等优点,己经迅速进入测量中的众多领域。应用RTK进行地籍测量,有着其它方法不可比拟的优势。在城镇地籍测量中,抛开对RTK测量的干扰因素,RTK测量的速度将比全站仪的方法要快许多。研究证明,对于大范围的地籍测量,GPS方法比常规方法更廉价和可行,生产效率将成倍提高。与采取全站仪相比,采用RTK技术在地籍界址点测量中也具有非常突出的优势:  1、采点速度快,由于RTK无须通视不受光学通视的限制,减少做控制和换站的工作量,所以采点速度快。  2、实现单人操作,节省劳动力。在保证基准站安全的前提下,每台流动站只需要一人。但是,RTK对与紧靠墙壁或建筑物的界址点,移动站是无法完全立于界址点上的,这样就会存在对中误差,影响测量精度。对于这样的界址点往往需要使用其他测量手段。应用RTK技术,使得工程放样和地籍测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合。随着数据传输能力的增强,数据的稳健性,抗干扰性水平和软件水平的提高,传输距离的增加,RTK 技术将在和工程放样和地籍测量及其他领域得到更广阔的应用。  GPS RTK 技术己经在测量和工程界产生了重大变革,带来了空前的高效率。随着RTK价格的降低,它将会被测量部门所普及,随着RTK的广泛使用,它将使GPS的应用领域获得极大地扩展,从根本上提高测量的质量和作业效率。但是,对于RTK的不足之处还有待于改进。对于双星RTK和单星RTK的定位比较是一个很有突破的实践研究课题,希望能有时间和仪器设备的前提下再一次挑战自己,仔实习成产实践中能学到更多更有利于自己的知识。
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