楊志峰 夏鵬飛
【摘要】 全站儀集測角量邊等功能于一體,在高大建筑物密集區(qū),其靈活多樣的導線也具有不可替代的優(yōu)點。到底在施工放線中應采用什么儀器,如何使用才能更好得提高作業(yè)效率與作業(yè)精度,成為我們這一次需要討論的重點。
【關鍵詞】 分析對比 誤差探討 提高效率 組合使用
一、RTK測量技術的主要優(yōu)點
RTK技術現(xiàn)在風靡一時,這與其在測量模式和測量速度、精度比以往的測量方式有很大的變革有很大的關系, RTK技術的主要優(yōu)點有以下幾個方面:
1、作業(yè)效率高。在一般的地形地勢下,RTK設站一次即可測完4KM半徑的測區(qū),高質量的RTK設站甚至可覆蓋半徑5KM的測區(qū),大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù),僅需一個人操作既可完成,在一般的電磁波環(huán)境下僅需1~2秒就能測到一個點的坐標。若用其進行地形測量,每小組每天可以完成0.8~1.5 km2的地形圖測繪,其精度和效率是常規(guī)測量所無法比擬的。用RTK進行作業(yè),速度快,勞動強度低,不但節(jié)省了外業(yè)的費用,而且大大提高了作業(yè)效率。
2、定位精度高,數(shù)據(jù)安全可靠,沒有誤差積累。只要滿足RTK的基本工作條件,在一定的作業(yè)半徑范圍內,RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級,再者在RTK測量中需要的是運動點與基準站之間的關系,所以所測的點與點之間沒有誤差積累,測量數(shù)據(jù)安全可靠。
3、作業(yè)條件要求低。RTK技術不要求兩點間滿足光學通視,只要滿足“電磁波通視和對空通視的要求”,比如觀測站附近沒有大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線以及諸如大面積水域等能引起多路徑效應的物體,沒有大型建筑或者高大樹木、山體。因此,和傳統(tǒng)的測量方式相比,RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制比較小,這樣不但可以大大增加了作業(yè)時間,而且大大提高了工作的效率,降低了工作的難度,同時還可以減少不必要的數(shù)據(jù)誤差,例如,在傳統(tǒng)測量看來由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視地區(qū),工作起來非常麻煩,并且一不小心數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)錯誤,現(xiàn)在利用RTK技術就能輕松地進行快速的高精度定位作業(yè)。使測量工作變的更容易更輕松。
4、操作簡單,容易使用。只要設站時對基準站和移動站進行簡單的設置,就可以邊走邊獲得測量結果坐標或進行坐標放樣了。例如,比如我國自產的南方靈銳S82,設計一鍵操作,只需操作一個按鍵,控制按下和松開的時機,就可以實現(xiàn)開機、關機、切換測量模式、儀器初始化等各種操作,儀器的啟動簡單到只需開機即可,手簿與主機之間的藍牙自動連接,非常的傻瓜化和人性化,放樣也是只需調用已知數(shù)據(jù)按提示操作即可。
5、數(shù)據(jù)處理能力強。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉換和輸出功能強。能方便快捷與計算機、其他測量儀器通訊。
6、RTK作業(yè)自動化、集成化程度高,測繪功能強大。 RTK可以勝任各種測繪內、外業(yè)。流動站配備高效手持操作手簿,利用內裝式軟件控制系統(tǒng),無須人工干預便可自動實現(xiàn)多種測繪功能,使輔助測量工作極大減少,減小人為誤差,保證了作業(yè)精度。
二、全站儀及其使用方法簡介
全站儀的操作速度和精度,均較經(jīng)典儀器有很大提高。更重要的是全站儀內部大量地使用了微電子技術,因此,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動記錄、傳輸、檢查、計算處理。利用全站儀不僅可以得到原始的或改正后的觀測數(shù)據(jù),而且還可得到平差后的三維坐標。全站儀是數(shù)字化的測繪儀器,是實現(xiàn)測量自動化的一種重要儀器,通過它還可形成自動化數(shù)據(jù)流,從而實現(xiàn)自動化制圖和建立地圖管理數(shù)據(jù)庫的目的。
全站儀中的軟件是其發(fā)展的一個重要因素,能否在市場競爭的大潮中立于不敗之地,豐富的內存軟件是十分重要的。目前,應用于各類全站儀中軟件已有二十多種,包括設定水平方向、放樣點位、導線測量、對邊測量、懸高測量、后方交會、偏心測量與面積測量等。
很多儀器還可由用戶隨時將外部程序庫中的補充程序調入內存,或從內存中刪除;為解決某些特定的測量任務,用戶可自己定義數(shù)據(jù)的格式和顯示方式,以及按儀器豐富的菜單功能由自己獨立組配某些程序,再由微機送人全站儀內存,成為特有的用戶程序,諸如此類的這種“可編程性”,預示著全站儀“智能化”發(fā)展的方向。
目前新推出的全站儀幾乎都設置了PC卡接口,只要插入PC卡,全站儀測量的數(shù)據(jù)將按規(guī)定格式記錄到PC卡上。取出PC卡后,可直接插入帶有PC卡接口的計算機上,與之直接通信。當然也可通過傳輸電纜將全站儀中的PC卡數(shù)據(jù)直接傳到計算機中(即不用取出PC卡)。便攜機用于數(shù)據(jù)采集是通過傳輸電纜將全站儀與便攜機聯(lián)好,按照要求設置好實時傳輸參數(shù),可在野外進行實時傳輸,并可借助系統(tǒng)成圖軟件進行現(xiàn)場成圖,即達到即測即繪的效果。這就是所謂的電子平板測圖系統(tǒng)。
綜上所述,由于全站儀的這些特點,使之不僅是地面數(shù)字測圖的主要儀器,而且使用范圍正在擴大,從傳統(tǒng)的測圖、放樣,擴展到目前的實時變形監(jiān)測、工業(yè)測量、特殊工程測量等。全站儀作為測量的常規(guī)儀器之一將發(fā)揮越來越大的作用。
三、RTK/全站儀在實際工程放線上的對比
3.1作業(yè)條件的比較
全站儀測放中樁,是通過測取兩點之間的平距及方位角,從而確定點位。因此,要求兩點之間必須通視,并且視線良好。遇到視線遮擋時,如農作物、樹枝雜草等則需人工手動清除障礙物,而如遮擋物為高樓,山體以及大型樹木等時,則需采用支點等形式測放中樁。霧天,地表蒸汽較大時,直接影響測量的精度與進度,這就要求日出而作,日落而息,自然條件在很大程度上限制了作業(yè)的進度。RTK技術在測量時,由于是單點作業(yè),因此受環(huán)境及人為因素影響較小,可以在霧天、雨天等惡劣天氣下工作,而全站儀則不行。RTK在山林區(qū)或城區(qū)作業(yè)時,因樹木密集茂盛、高樓林立從而對其接受衛(wèi)星信號以及電磁波信號產生影響,使其作業(yè)精度低甚至無法作業(yè),但全站儀則不受此影響,按照上面所說方法如采用支點形式,同樣可以照常作業(yè)。
3.2作業(yè)速度及效率的比較
全站儀放樣時,是由測站指揮前點到相應的樁號去,往往需要幾次反復才能將點位定下來。測量過程中搬站、清除障礙物等工作會浪費很多時間。另外,測量時須大家配合作業(yè),配合的熟練程度也會影響作業(yè)的速度。RTK作業(yè)對區(qū)域內的站點之間不要求通視,流動站與基準站之間的聯(lián)系是建立在無線電波基礎上的,對流動站來講,儀器會引導你去相應樁號位置,如不合適,可自由調整樁號,無須交流,從而提高作業(yè)速度。因此,從某種意義上說,流動站越多,作業(yè)速度越快。
3.3作業(yè)精度的比較
全站儀測放中樁時,由于受干擾因素較多,因此常采取一些輔助方法,如利用支點放樣,這樣放出的點位精度會比正常放出的點位精度低。當遇到長直線時常需要搬站,而搬站的誤差會累積到以后的點位中,從而影響整體測放精度。RTK測量時,其點位精度是實時顯示的,且每一根中樁放樣過程一致,所測放的點位精度大致相同,不存在累積誤差,因此可以保證中樁點位精度的均勻性。
由于個人水平的限制,針對RTK與內置工程程序的全站儀在施工放線中的分析與對比,本文尚有許多需要補充的地方。RTK和全站儀的單獨使用都有一定的限制性,如何將兩者搭配使用,發(fā)揮各自的優(yōu)點,從而提高作業(yè)效率,是一個需要我們認真思考的問題。
參 考 文 獻
[1] 余小龍,胡學奎著. GPS RTK技術的優(yōu)缺點及發(fā)展前景. 測繪通報,2007年第10期.
[2] 周朝義著. 有關GPS RTK差分數(shù)據(jù)傳輸技術探討. 武漢大學出版社,2004.