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结合笔者实际经历谈GPS RTK技术在山区测量中的运用

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[摘要]随着当前社会经济的发展,现代山区测量的工作重要性日益显现,作为一名测绘人员,山区测量工作者的任务也在日趋加重,本文依据笔者多年对山区测量中经验的分析,对gps rtk定位技术进行了阐述。

[关键词]测绘 山区测量 GPS RTK

[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-4-204-1

1GPS RTK技术概述

RTK测量点位精度高,避免了常规测量中人为误差的引入,且每个点的误差为随机误差,不存在积累,可在作业现场提供点位坐标及精度。操作者可随时监控所测数据质量,当达到精度后再进行采集避免后处理发现问题再返工。该系统可以全天后作业,只要能收到卫星信号和基准站信号即可施工,通过数据处理程序,大大减轻了测量人员内外劳动强度。

RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,其基本思想是:在基准站上设置1台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地观测,并将其观测数据通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果,便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况,实时地判定解算结果是否成功,从而减少冗余观测量,缩短观测时间。

RTK测量系统一般由以下三部分组成:GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成,它是实现实时动态测量的关键设备。软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。RTK测量技术除具有GPS测量的优点外,同时具有观测时间短,能实现坐标实时解算的优点,因此可以提高生产效率。

2概况

在山区测量过程中,经常会遇到剖面途经村庄、丘陵、山地、密布的灌木丛或树林甚至悬崖峭壁等复杂的地形地物,由于RTK是载波相位实时差分为依据的动态定位技术,与传统测量相比,该套系统除具有操作快捷、精度高、实时性强、自动化程度高等优点外,还不受天气、通视情况的限制,可全天候作业,大大提高工作效益。

3作业流程

3.1收集测区控制点资料

作业前收集测区的控制点资料,包括控制点坐标系、等级及中央子午线,坐标系是常规网还是GPS控制网,控制点的地形和位置是否适合作动态GPS的参考站。

3.2测区布置及参数设置

在实施放样测量前,应对整个测区进行合理布置,一般将测区分成若干个块,且使每个块的控制点较为均匀的分布,同时还应设置相应的系统参数,如定义要求的配置集、数据保存位置、坐标系统、天线类型、限差、卫星高度角等。

3.3基准站的选定和安置

根据各测区的控制点情况避开高压线,电视塔附近,电台通讯等受影响地段。选择坚实稳定,地势较高,临空面广阔,交通方便且人畜不易到达的位置作为基准站的架设点。为了保证测量精度,基准站一般架设于各测区的中部。

3.4流动站的测量

通过卫星预报,选择最佳观测时间,正确安置设备,选择流动站配置集。在基准站接受机上输入坐标、各相关参数、天线高作业名、测站名等。当流动站接收到参考站数据且跟踪到足够的卫星后,接收机开始解算整周模糊度,整周模糊度一经确定,手薄上提示固定解,表明初始化工作完成。根据手薄上现有的程序,输入设计线路端点坐标,手薄根据你当前位置和设计线路位置比较,提示左右移动即可开始数据采集工作,并将所测的三维坐标数据及坐标精度指数记录存储。林地、悬崖脚、村庄等卫星遮挡严重的地段,用RTK不能完成测量,可在该地段两点分别用RTK测两个点,再用常规测量方法解决。流动站利用同一基准站信息,可各自独立开展工作,实时提供测点三维坐标,现场及时对观测质量进行检查,避免外业出现返工。

3.5地形测量

在所需要的大比例尺地形测图的工作中,在地形条件较好的情况下(主要指相对高差较小、坡度不陡,接收卫星信号好无线连接无死角),可直接利用GPS RTK采集测量数据,否则,在地形条件较差的情况下,可利用GPS RTK配合全站仪等其他测量仪器采集测量数据,无论那种方法,与传统测量方法相比,都大大提高了工作效率和测图精度。

3.6勘探线剖面测量

在所有的GPS测量中,只有GPS RTK能完成勘探线剖面测量任务。一是GPS RTK的线放样功能可确保观测点在设计剖面线上不偏移;二是可保证观测地形点的高程精度,而静态和后差分无法直接确定剖面线位置,导航型手持GPS高程测量又不准确。

4测量实例及精度评价

RTK测量结果的精度,除受基准点位精度影响外,还受模糊度解算误差、坐标系统结算误差、GPS天线对中误差等影响,在测量过程中,流动台在施测的同时,随时对沿线的已知点GPS控制点进行比测,情况如下。

从以上比测统计表可以看出,RTK测量的点位精度可以达到厘米级。

5结语

总之,与传统的经纬仪视距、全站仪光电测距相比,使用GPS RTK测量系统提高了工程测量精度,实践证明GPSRTK测量技术给现代山区测量带来了重大的技术手段变革,极大地方便了山区测量工作者的日常工作,随着其技术的不断进步,必将给山区测量带来更大的便利,其在山区测量中的应用领域将更为广泛。