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所屬欄目:電子技術論文 發布日期:2011-06-05 06:18 熱度:
摘要:哈密南湖戈壁灘由于特殊的地貌特點與其特有的氣候條件,如按照常規測量方法測量像片控制點,對于工作效率和工作質量有很大的阻礙和限制,GPSRTK技術推廣利用大大提高了作業效率,降低了作業難度。本文通過實際的案例詳細剖析了RTK的應用方法和注意事項。
關鍵詞:像控點、RTK、平地、參數;
1概述
測區位于新疆哈密市區西南約120km處,地形主要由平地和丘陵兩類組成,地表主要以戈壁灘為主,面積約2975km2,像控點布設按照設計要求,丘陵區采用區域網,平地區采用全野外,工作效率也很低,故在平地地區采用GPSRTK技術進行測量,其具有穩定、方便、快速、高效等特性,下面介紹此次GPSRTK技術在平地像控點測量中的應用。
2GPSRTK技術介紹
2.1RTK技術的工作原理
RTK(GPS實時動態)測量技術以載波相位觀測量為依據的實時差分。GPS測量技術,達到厘米級精度。RTK系統主要由一個參考站(即基準站)、若干個流動站、數據通訊系統三大部分組成。只要能夠保持4顆以上衛星相位觀測值和必要的幾何圖形,流動站可隨時給出厘米級的結果。
2.2RTK測量誤差源及參數
2.2.1RTK測量誤差源。
(1)GPS衛星。
GPS系統本身誤差源包括GPS衛星數、衛星圖形、大氣等狀況,RTK在該方面的誤差類似于GPS系統誤差。觀測結果的誤差也越大,解算的結果可靠性越低。所以RTK的控制半徑在5KM以內較適宜。
(2)RTK設備。
RTK設備品牌較多,精度高低、穩定性能也參差不齊。對于設備本身所標定的精度而言,只能說明在理想狀態下,儀器設備本身所能達到指標,而在實際工作中,僅能作為參考,其實際達到的精度,要在實際工作中予以驗證——統計——確定。
(3)測量環境。
在觀測使用過程中,必須注意地形條件、基準站與流動站之間的傳輸條件、基準站的覆蓋情況、路徑效應、、電磁波(無線電、電力設施等)干擾等因素。
(4)應用技能。
測量誤差一般分為系統誤差和偶然誤差。系統誤差具有固定性,操作員需具備外業采點、內業處理的綜合能力,具備快速判斷導致異常情況、粗差數據的處理能力。
(5)技術方案。
技術方案選擇的合理和正確性對觀測成果的可靠性起著很大的影響。如基準站位置的選擇、坐標系統參數的選擇、觀測時間的選擇、質量控制手段及數據檢核路線等等。
3作業實施
此次作業采用南方靈銳S86雙頻GPSRTK(1+2)儀器,其標稱精度為:平面精度1cm+1ppm、高程精度2cm+1ppm。
3.1、參數求解
參數主要分為七參數和轉換參數兩種,七參主要是利用至少3個控制點的北京54或西安80坐標及已知點的WGS-84坐標,通過專有軟件解算求得。我們在作業中采用的是七參數。首先在測區施測1個D級控制網(如圖一),經過平差解算分析精度可靠后,利用5個均勻分布測區內D級點通過七參數解算軟件求得參數,將所求解得參數手工輸入到電子手簿中。
圖一
3.2、基站架設
架設基站的位置選擇是工作中尤為重要的環節,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。同時考慮到儀器的性能和作業精度的關系,基站與流動站的直線距離控制在5km之內。
3.3、參數校正及檢查
在每次基站架設完畢后,流動站都要到附近任意已知點上,進行參數校正,獲得校正參數后,再對其參數進行檢驗。通過對每次實際檢驗情況,與已有的高等級控制點的檢驗平面較差最大為3.5cm,高程較差最大值為6.8cm,均可以滿足對像控點的精度要求。
3.4、數據采集
在實際的數據采集過程中,我們嚴格控制流動站與基準站的距離,不超過5km。將儀器重置到所采集的像片控制點上,等待重新搜索衛星及電臺信號出固定解后,采集第二次,對兩次采集成果取中,作為最終成果。盡量的減少了測量過程中的誤差。
3.5、精度檢測
對于所有采集完成的像片控制點,按照百分之十五的比例對其高程精度進行抽檢,采用等外水準和紅外測距三角高程的方法共檢測40個像片控制點,其中高程誤差最大值為14cm,滿足像控點的精度要求。統計如下:
4結語
通過對于平地區200多個像片控制點近20天測量的實踐,在進行GPSRTK作業時,要注意以下幾點:
(1)GPSRTK測定的點必須是固定解的狀態下才能采用.
(2)GPSRTK儀器的選用要選擇精度不低于基線精度5mm+1ppm、高程精度10mm+2ppm,性能較為穩定且受外界環境因素影響小的GPSRTK.
(3)基準站及流動站的天線高要十分精確地量取,這是影響RTK高程精度的一個十分重要的因素.
(4)必須保證用來求轉換參數的已知點具有準確的坐標成果,而且必須注意這些已知點要平均分布整個測區。
(5)作業半徑控制在5km內。
(6)通常RTK觀測的采樣間隔為1s,每次測量的歷元數不小于10個。單次觀測的平面收斂精度應小于2cm,高程收斂精度應小于3cm。
(7)RTK測點應選在開闊處,避開高壓線及大功率發射臺、樹林、民房等。
(8)RTK作業過程中,有效衛星個數應不少于5個,點位幾何圖形因子(PDOP)值應不大于6。
(9)每次移動基準站需到已知控制點上進行檢測,一是為了確認基準站和流動站的輸入項和設置都正確無誤,二是為了檢驗已知控制點間的兼容性。
5參考文獻
1.張瑜.RTK測量技術及應用[J].江蘇省測繪學會2003學術年會專輯,2003,3(8):47-49.
2.徐紹銓,張華海,楊志強,王澤民.GPS測量原理及應用[M].武漢:武漢大學出版社,2003.
3.周忠謨,易杰軍,周琪.GPS測量原理及應用[M].北京繪測出版社,1997.
文章標題:GPS RTK技術在哈密1:1萬地形圖像片控制點測量中的應用
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