提高RTK測(cè)量計(jì)算精度的方法

（淮河工程集團(tuán)有限公司 徐州 221009）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，施工測(cè)量設(shè)備也在不斷更迭，在大土方量工程和水下土方測(cè)量上RTK設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文結(jié)合淮河某工程施工中RTK設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)，以河道開(kāi)挖工程測(cè)量為例，闡述RTK設(shè)備在工程測(cè)量中遇到的相關(guān)問(wèn)題及解決問(wèn)題的方法。

1 RTK設(shè)備在工程測(cè)量中遇到的問(wèn)題

河道開(kāi)挖工程中，設(shè)計(jì)文件給出了河道斷面基點(diǎn)以及設(shè)計(jì)中心線坐標(biāo)。斷面測(cè)量即通過(guò)RTK設(shè)備在以此兩點(diǎn)形成的直線上采集數(shù)據(jù)，并得到測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)與高程，通過(guò)兩點(diǎn)間的距離和測(cè)點(diǎn)高程進(jìn)行作圖計(jì)算。但在實(shí)際測(cè)量中采集到的部分測(cè)點(diǎn)與設(shè)計(jì)斷面線略有偏差:如圖1所示基點(diǎn)與中心點(diǎn)所在的直線為設(shè)計(jì)斷面線，n0～nx為實(shí)測(cè)點(diǎn)，其中部分測(cè)點(diǎn)偏離測(cè)線。

主要原因有:（1）RTK設(shè)備的局限性。當(dāng)RTK設(shè)備上方存在樹木等遮擋物時(shí)，會(huì)影響其信號(hào)的接收，不能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在實(shí)際采點(diǎn)時(shí)遇到這種情況，只能偏離測(cè)點(diǎn)或者設(shè)計(jì)測(cè)線以外尋求信號(hào)，保證測(cè)點(diǎn)的完整性；（2）設(shè)計(jì)斷面線上的隨機(jī)測(cè)點(diǎn)不具備特征點(diǎn)的性質(zhì)時(shí)不能采用?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)測(cè)量員會(huì)偏移測(cè)點(diǎn)，在其附近尋找合適測(cè)點(diǎn)代替原測(cè)點(diǎn)，以達(dá)到測(cè)量數(shù)據(jù)的合理性；（3）測(cè)量人員的業(yè)務(wù)能力和對(duì)設(shè)備的操作熟練程度也會(huì)影響測(cè)量點(diǎn)的選取。

2 通過(guò)修正計(jì)算消除影響

該方法利用海倫公式計(jì)算、處理數(shù)據(jù)，將偏離的測(cè)點(diǎn)投影到設(shè)計(jì)斷面上，通過(guò)修正計(jì)算得到精確結(jié)果。如圖2所示n0～nx通過(guò)計(jì)算修正后得到他們?cè)谠O(shè)計(jì)斷面線上的投影點(diǎn)o0～ox。

海倫公式是利用三角形的三條邊的邊長(zhǎng)（a、b、c）直接求三角形面積的公式。假設(shè)在平面內(nèi)，有一個(gè)三角形，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，三角形的面積S可由以下公式求得而公式里的p為半周長(zhǎng):

具體計(jì)算過(guò)程為:基點(diǎn)坐標(biāo)為（X基，Y基）、中心點(diǎn)坐標(biāo)為（X中，Y中）、實(shí)測(cè)點(diǎn) n4點(diǎn)坐標(biāo)為（X4，Y4）（如圖 3 所示）。

距離基點(diǎn)距離

圖1 設(shè)計(jì)斷面線圖

圖2 修正后設(shè)計(jì)斷面線圖

圖3 計(jì)算斷面線圖

表1 采集數(shù)據(jù)處理表

表2 采集數(shù)據(jù)處理表

圖4 修正后計(jì)算數(shù)據(jù)作圖

圖5 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)作圖

距離中心點(diǎn)距離

中心點(diǎn)與基點(diǎn)距離:

p 為三邊和除以 2，既

S 為面積

通過(guò)面積求出偏移距離:d=S/c×2，距中心點(diǎn)距離為

l的數(shù)值即為n4點(diǎn)在直線上的投影o4點(diǎn)。

o4點(diǎn)即為修正點(diǎn)，最后通過(guò)距離和已知高程Z點(diǎn)作圖求出面積，計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)采集數(shù)據(jù)處理表1。

采集數(shù)據(jù)處理表中點(diǎn)號(hào)、X、Y、Z為采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)上述公式計(jì)算得出修正后距離，通過(guò)距離和高程的數(shù)據(jù)作圖，并用CAD作圖計(jì)算，即圖4中14.0m高程以上的129+424斷面面積為5081.25m2。

3 與傳統(tǒng)計(jì)算方法的比較

傳統(tǒng)的計(jì)算方法為采集數(shù)據(jù)處理表2，通過(guò)點(diǎn)號(hào)數(shù)據(jù)與中心點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算兩點(diǎn)間距離，得出距中心點(diǎn)距離，通過(guò)數(shù)據(jù)在圖中的比例尺得出畫圖用數(shù)據(jù)欄。通過(guò)CAD作圖計(jì)算，得出圖5中129+424斷面14m高程以上的面積為5080.45m2。

原數(shù)據(jù)圖上面積為5080.45m2，實(shí)際面積為1016.09m2，經(jīng)過(guò)修正計(jì)算得到的數(shù)據(jù)圖上面積5081.25m2，實(shí)際面積為1016.25m2。通過(guò)比較，該計(jì)算方法提高了計(jì)算精度。

受篇幅限制，此次計(jì)算僅列舉測(cè)點(diǎn)8個(gè)。雖然得到修正后的結(jié)果看似懸殊不大，但對(duì)該工程成千上萬(wàn)個(gè)測(cè)量點(diǎn)及幾千萬(wàn)土方來(lái)說(shuō)影響較大。

4 實(shí)際應(yīng)用結(jié)論

（1）該計(jì)算方法不僅對(duì)陸上測(cè)量數(shù)據(jù)有較好的校正作用，對(duì)水下測(cè)量數(shù)據(jù)的校正作用更為明顯，因?yàn)闇y(cè)量船體擺動(dòng)幅度比較大，測(cè)點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)線的可能性更高。

（2）計(jì)算過(guò)程中的偏移距離可以復(fù)核測(cè)量工作的質(zhì)量，并能精確地找出問(wèn)題測(cè)點(diǎn)，進(jìn)而復(fù)測(cè)或修正。

（3）對(duì)于無(wú)設(shè)計(jì)資料或者不規(guī)則的區(qū)域測(cè)量，可先進(jìn)行采點(diǎn)工作，然后在平面圖上假設(shè)一條設(shè)計(jì)斷面線，把測(cè)點(diǎn)校正到此線上進(jìn)行運(yùn)算，進(jìn)而得出相對(duì)精確的結(jié)果■