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    GPS-RTK 技術在公路地形圖測繪中的應用分析

    2020-02-17 23:07:00李國強
    建材與裝飾 2020年20期
    關鍵詞:高程測繪衛(wèi)星

    李國強

    (甘肅智廣地質工程勘察設計有限公司,甘肅 蘭州 730010)

    在測繪技術的發(fā)展背景下,通過GPS-RTK 技術加以數(shù)字化測繪地形圖是比較有效的方式,在GPS 系統(tǒng)完善的過程中,獲取理想化的精度,基本上可以適應常規(guī)測量標準。PTK 定位技術廣泛的存在于測量作業(yè)中,得到諸多工作者關注和歡迎。GPS-RTK 技術在地形圖測繪中的應用,不僅可以節(jié)約工作者的時間與精力,還能夠提高公路地形圖測繪的準確化與規(guī)范化,存在寬闊的發(fā)展空間,為此筆者給予下列分析與建議。

    1 GPS-RTK 技術基本含義

    GPS-RTK 技術,即全球定位系統(tǒng)和差分技術的組合,前者是衛(wèi)星定位系統(tǒng),在具體的使用中按照空間衛(wèi)星的數(shù)據(jù)信息加以計算研究,明確實際位置,給使用者布設定位以及導航的功能。這一個系統(tǒng)在使用期間要保證太空中存在的衛(wèi)星數(shù)量大于等于24 的條件,這樣才可以完成對全球覆蓋,基于大于等于3 顆衛(wèi)星可以完成基礎化定位[1];后者在使用期間通過基站接受解算產分推送差分數(shù)據(jù),落實基礎化定位。這一個系統(tǒng)運用包含三種定位狀態(tài),即位置、偽距與相位差分,原則上均是通過差分技術完成用戶定位,不同是差分機準則傳遞信息的手段存在差異定。

    2 GPS-RTK 技術的相關制約因素

    即便GPS-RTK 技術存在著常規(guī)設備儀器不可比擬的優(yōu)勢,然而在實踐中依舊會受到些許因素的制約。

    (1)衛(wèi)星與電離層條件。GPS 衛(wèi)星空間結構以及衛(wèi)星信號強度都無法適應時代發(fā)展需求,在衛(wèi)星系統(tǒng)位置被美國地區(qū)認可時,世界上存有部分國家尚未完全的被衛(wèi)星覆蓋,如中低緯度的區(qū)域,每日會出現(xiàn)兩次衛(wèi)星盲區(qū),持續(xù)時間在半個小時左右,盲區(qū)狀態(tài)下衛(wèi)星幾何圖形強度相對低下,PTK 測量難以固定化,且因為信號強度不佳,會影響到GPS 的順利使用[2]。并且電離層也是影響GPS-RTK 技術使用的條件,在白天中午,共用衛(wèi)星數(shù)量比較少,所以起始時間內不能將數(shù)據(jù)信息初始化,制約常規(guī)測量有效性。具體來講,每天中午的12-13 時階段,RTK 技術也會難以固定。

    (2)數(shù)據(jù)鏈電臺傳輸距離與時空環(huán)境條件。前者主要是信號傳遞期間會受到外界環(huán)境制約,包含高大的山峰與建筑物,傳遞時關聯(lián)到外業(yè)精度以及作業(yè)半徑,并且PTK 技術作業(yè)半徑大于某距離的情況下,測量結果產生的誤差會比較大,因此此項技術具體作業(yè)的有效半徑會相對小一些,工程實踐以及專業(yè)分析證明著這一個觀點。與此同時,通視環(huán)境影響到地形測量的精確度,山區(qū)和林區(qū)的地形測量作業(yè),GPS 傳遞的信號會受到諸多因素阻擋,減小信號強度,對應衛(wèi)星空間結構差一些,甚至引出失鎖結果,信息數(shù)據(jù)初始化設置難度大,不利于地形測量正常作業(yè)的進展[3]。另外高程異常問題這一個影響因素也需要被高度關注,GPS-RTK作業(yè)模式應該建立在精確的高程轉換前提下,然而高程異常分布圖在部分地區(qū),特別是山區(qū)存有一定誤差,甚至存有信息空白的情況,導致高程轉換信息的工作具備難度,精度也難以平衡化,不利于保障地形高程測量的正確性。

    3 GPS-RTK 技術應用在地形測量中的有效措施

    (1)檢查定位正確性與可靠性。地形測量期間,不管采取哪種測量方式,測量工作者都應該檢查好GPS-RTK 儀器的精確度和可靠性,通過GPS-RTK 技術在地形測量過程中可以選擇幾種方式:

    ①檢驗已知點。針對已知坐標點位置加以測量,測量之后獲取的結果和已知結果進行比較,若了解到存有偏差,要及時的排除故障。②重測對比。測量期間,工作者要再次確認GPS-RTK 坐標點,把檢查的結果進行研究,在出現(xiàn)偏差情況下認真修改[4]。在此期間,涉及GPS-RTK 技術應用的基準站位置選取,此項技術的傳遞是通過無線信息鏈加以完成的,數(shù)據(jù)鏈通過UHF 頻段展現(xiàn)穩(wěn)定性與抗干擾性能,直達波難以穿透山川與樓房,所以在基準站的選擇上要以地勢開闊特征為主,高度角超過15度,順利地完成地形測量工作。

    (2)測量細部點。

    ①直接對地形特征進行測量。通過GPS-RTK 技術測量地形圖期間,獲取測量數(shù)據(jù)需要在第一個時間內把信息輸入在信息處理軟件中,把測量點信息轉變?yōu)楦叱厅c。信息采集期間,測量工作者在信息采集期間設置草圖,同時按照測量順序加以記錄。外業(yè)測量完成后進行內業(yè)作業(yè),圍繞記錄順序將一切的點進行控制點編碼轉換,接下來標準測量順序,然后融合草圖順序完成一一編輯,最后實現(xiàn)多個地區(qū)的編碼轉換[5]。GPSRTK 技術在相對空曠的地區(qū)中完成高效率的信息收集,特別是衛(wèi)星局部合理的時間段,可以在幾秒鐘明確固定數(shù)值,落實坐標點測量與采集,測量工作者結合軟件具體特定測量好地物信息,確保測量順序足夠規(guī)范,便捷化的進行內業(yè)數(shù)據(jù)編輯。②真實測量地形點。GPS-RTK 技術對于地形點測量產生顯著優(yōu)勢,然而也存在著不足之處,具體測量中不能完全的得到屋角坐標,同時在部分森林區(qū)域以及起伏比較大的山區(qū)測量中,衛(wèi)星信號會被阻擋,引出信息傳遞受到影響,需要多次確定才可以得到固定解。

    (3)控制網平差結果。網平差管理要和測量區(qū)域平面控制網的創(chuàng)設加以結合,對比平差結果以及公共點,研究起算控制點的正常情況,及時優(yōu)化GPS-RTK 觀測的誤差,體現(xiàn)控制網平差結果的真實性與合理性。GPS 點和四等水準點加以聯(lián)合測量,把點坐標視作樣本,針對水準高程以及起算三角點高程加以檢查,如果個別點存在符和不良情況,要對網中的所有高程起算點進行固定,解算剩余點[6]。并且在網布設期間,要結合道路走向設計好中線位置,全方位思考道路沿線可用的控制點局部,科學挑選起算點,確保分段平差所需的個數(shù)充足。另外在分段平差期間,每一段平差完成后要實時把本段數(shù)據(jù)與上一段平差結果公共點加以對比,調整好四等水準點的范圍,確保起算控制點不存在異常現(xiàn)象。

    4 結束語

    綜上所述,GPS-RTK 技術在公路地形圖測繪中的應用研究課題開展具有重要的意義和現(xiàn)實價值,公路地形圖測繪過程中,相關人員要充分發(fā)揮的GPS-RTK 技術使用優(yōu)勢,健全現(xiàn)有的公路地形圖測繪體系,整合地形圖測繪方案,通過有效的方式,不斷增強公路地形圖測繪的效果和實效性。

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