GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

宮國偉

摘要:RTK測量技術(shù)除具有GPS測量的優(yōu)點外,同時具有觀測時間短,能實現(xiàn)坐標實時解算的優(yōu)點,因此可以提高生產(chǎn)效率。文章在概述RTK技術(shù)的基礎(chǔ)上,探討了RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。

Abstract: RTK surveying technology not only has the advantages of the GPS, but the surveying time is short, which makes the coordinates calculated quickly. It is good for the improvement of the efficiency. Based on the RTK technology, the application of the RTK technology in the engineering survey is discussed.

關(guān)鍵詞:GPS;RTK;工程測量;應(yīng)用

Key words: GPS; RTK; engineering; application

中圖分類號:TU19 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0224-01

1RTK基本原理

RTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果,并達到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下,基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準站的數(shù)據(jù),還要采集GPS觀測數(shù)據(jù),并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理。流動站可處于靜止狀態(tài),也可處于運動狀態(tài)。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。應(yīng)用RTK測量技術(shù)時,具有廣泛用途,并且自動化程度高,定位精度高不受天氣的影響,可以全天候地工作。RTK定位通常由1臺基準站接收機和1臺或多臺流動站接收機以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娕_組成,在RTK作業(yè)模式下將一些必要的數(shù)據(jù)輸入控制手簿,如基準站的坐標、高程、坐標系轉(zhuǎn)換參數(shù)、水準面擬合參數(shù)等;流動站接收機在若干個待測點上設(shè)置?；鶞收九c流動站保持同時跟蹤至少4顆以上的衛(wèi)星,基準站不斷地對可見衛(wèi)星進行觀測,將接收到的衛(wèi)星信號通過電臺發(fā)送給流動站接收機,流動站接收機將采集到的GPS觀測數(shù)據(jù)和基準站發(fā)送來的信號傳輸?shù)娇刂剖植?組成差分觀測值,進行實時差分及平差處理,實時得出流動站的坐標和高程。

基準站一般架設(shè)在已知點(平面坐標或高程已知)上,點位一般位于測區(qū)中間,視野開闊,周圍無高大的樹木、樓房等建筑物影響,遠離強電磁波發(fā)射源和大面積的水面?；鶞收竞土鲃诱就瑫r接收衛(wèi)星信號?；鶞收就ㄟ^連接的電臺將測站坐標、偽距觀測值、載波相位觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和接收機工作狀態(tài)發(fā)送給流動站,流動站接收該信息后與衛(wèi)星信息進行實時差分平差處理,實時得到流動站的三維坐標及其觀測精度信息。系統(tǒng)的顯著特點是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)組合而成,其數(shù)據(jù)傳輸由無線數(shù)據(jù)鏈完成,數(shù)據(jù)鏈采用UHF頻段,具有可靠、穩(wěn)定和抗干擾能力的優(yōu)點。

2RTK技術(shù)在工程測量中應(yīng)用

2.1 控制測量

工程控制網(wǎng)是工程建設(shè)、管理和維護的基礎(chǔ),其網(wǎng)型和精度要求與工程項目的性質(zhì)、規(guī)模密切相關(guān)。一般地,四等以下工程控制網(wǎng)覆蓋面積小,點位密度大、精度要求高。采用RTK定位的方法建立工程控制網(wǎng),具有點位選擇限制少,作業(yè)時間短,成果精度高,工程費用低等優(yōu)點。采用傳統(tǒng)的三角鎖、導(dǎo)線方案,多數(shù)需要分段實施。RTK技術(shù)可以替代全站儀進行圖根導(dǎo)線測量,所測范圍內(nèi)在不通視的條件下測定無累積誤差的圖根點,使測圖所需圖根點的數(shù)量在滿足要求時,可多可少,機動靈活;而且流動點至參考點的距離可以很長(最好不要超過10km)。由此可見,RTK技術(shù)可用于常規(guī)的控制測量,它將對傳統(tǒng)逐級布網(wǎng)的理念予以更新。

2.2 市政工程放樣

RTK測量技術(shù)用于市政道路、中線放樣,放樣工作一人也可完成。將線路參數(shù)如線路起終點坐標、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器,即可放樣。放樣方法靈活,即能按樁號也可按坐標放樣,并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移動,直到誤差小于設(shè)定的為止。采用RTK技術(shù)進行放樣,標定點位,是坐標的直接標定,不象常規(guī)放樣那樣,需要后視方向、用解析法標定,因而簡捷易行。

2.3 地形碎部測量

在城市空曠地區(qū),建筑物不太稠密的住宅區(qū)和大馬路上,RTK能快速地完成碎部測量作業(yè)。在夜間作業(yè),比常規(guī)測量作業(yè)方法更具優(yōu)越性在個別高大建筑物或建筑稠密地區(qū),GPS出現(xiàn)盲區(qū),初始化時間長或失鎖,影響碎部測量速度,可采用RTK增補圖根導(dǎo)線點,配合全站儀測量碎部點的方法,從而快速地完成野外作業(yè),也可以大大提高外業(yè)測圖的工作效率,進而達到縮短工期,節(jié)約成本的目的。RTK技術(shù)可以應(yīng)用于測繪地形圖、地籍圖碎步測量工族噢等。采用RTK技術(shù)測圖時僅需一人進行。將GPS接收機放在待定的特征點上數(shù)秒鐘后,,同時輸入該特征點的編碼即可。把一個小區(qū)域內(nèi)的地形、地物特征點測定后傳入計算機,由專業(yè)成圖軟件、在人工適當?shù)母深A(yù)下,形成所要的成果圖。

2.4 RTK斷面測量及水下地形測量

RTK在進行斷面測量時可以根據(jù)現(xiàn)場測量點位形成縱斷面和橫斷面數(shù)據(jù)文件,并根據(jù)需要,可進一步建立斷面測量資料數(shù)據(jù)庫、制作DLG圖。RTK配合數(shù)字測深儀進行水下地形測量時,應(yīng)保證RTK與測深儀采集信息同步。根據(jù)不同要求進行驗潮或非驗潮模式下的水深測量。

3 結(jié)論

RTK在工程測量中應(yīng)該注意以下幾點事項:(1)基準站的選擇對于RTK測量非常重要,它將直接影響到流動站的施測精度和測量速度,應(yīng)注意二者之間的“準光學(xué)通視”。是基準站選擇要在比較中心、位置空曠開闊的至高點上,且周圍無磁場的影響,這樣流動站接收的信號好。宜用雙頻接收機連接支架觀測。(2)應(yīng)根據(jù)測區(qū)的實際情況選擇合適的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)求解方法,參與坐標轉(zhuǎn)換的已知點應(yīng)在3個以上,且分布要均勻,做到在滿足精度要求的情況下,盡可能的減少外業(yè)的工作強度。(3)參考站和流動站的設(shè)置參數(shù)應(yīng)準確無誤。根據(jù)不同儀器類型而設(shè)置不同,作業(yè)時要嚴格按各儀器配套操作手冊要求進行參數(shù)設(shè)置。流動站接收機只有經(jīng)過初始化完成后才能進行RTK測量,控制測量、放樣測量宜采用靜態(tài)初始化由于RTK測量有時會出現(xiàn)點位坐標漂移誤差,當按要求進行RTK作業(yè)時,在距離和測回數(shù)都按要求掌握時,仍有部分測點超限時,只有通過減小測距和增加測回數(shù)加以解決。

GPS技術(shù)具有精度高、速度快、不受氣候條件及通視條件的限制等優(yōu)點,隨著科學(xué)的發(fā)展,GPS技術(shù)應(yīng)用前景將更加廣闊。

參考文獻:

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