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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-11-18 08:26 熱度:
摘要:RTK在控制測量,地形圖施測以及線路中線定線和施工放樣等測量工作中有著廣泛的運用,有比傳統的測量儀器精度高等特點。本文根據工程實例對RTK測量技術做出分析。
關鍵詞:土地;RTK技術;測量
1引言
RTK測量技術是以載波相位觀測為根據的實時差分GPS測量技術,其基本思想是:在基準站上設置1臺GPS接收機,對所有可見GPS衛星進行連續地觀測,并將觀測數據通過無線電傳輸設備,實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上,GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時,通過無線電接收設備,接收基準站傳輸的觀測數據,然后根據相對定位原理,實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。通過實時計算的定位結果,便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況,實時地判定解算結果是否成功,從而減少冗余觀測量,縮短觀測時間。
RTK測量系統一般由以下3部分組成:GPS接收設備、數據傳輸設備、軟件系統。數據傳輸系統由基準站的發射電臺與流動站的接收電臺組成,它是實現實時動態測量的關鍵設備。軟件系統具有能夠實時解算出流動站的三維坐標的功能。RTK測量技術除具有GPS測量的優點外,同時具有觀測時間短,能實現坐標實時解算的優點,因此可以提高生產效率。實時動態定位如采用快速靜態測量模式,在15km范圍內,其定位精度可達1~2cm,可用于城市的控制測量。RTK測量系統的開發成功,為GPS測量工作的可靠性和高效率提供了保障,這對GPS測量技術的發展和普及具有重要的現實意義。
2RTK技術的應用
2.1控制測量
為滿足工程建成區和規劃區測繪的需要,工程測量控制網具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點,譬如,城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導線點大多位于地面,隨著城市建設的飛速發展,這些點經常被破壞,影響了工程測量的進度,如何快速精確地提供控制點,直接影響工作的效率。常規控制測量如導線測量,要求點間通視,費工費時,且精度不均勻,還需事后進行數據處理,不能實時知道定位結果,如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用RTK技術則無論是在作業精度,還是作業效率上都具有明顯的優勢,GPS靜態測量,點間不需通視,因此,RTK技術在水利水電,公路,鐵路等建筑工程等的工程控制測量中同樣發揮著重要作用。
2.2采用GPSRTK測量技術施測地形圖
根據RTK技術地形測量的特點,以RTK基準框架網點為基礎,分別架設GPS基準站,使用1+2工作模式,用2套GPSRTK接收機作為流動站進行測量。由于所用GPSRTK系統的發射電臺只有4W,中途不需更換電池,就可使用1d。流動站在第1次測量時,在一已知點上作RTK測量,其測量結果與已知點進行比較,從而檢查RTK系統是否工作正常及基準站坐標輸入是否正確,最后將GPS獲得的數據處理后直接錄入計算機,可及時精確地獲得地形圖信息。
2.3線路中線定線
RTK測量技術用于工程線路中線定線測量,如市政道路中線、電力線中線、渠道中線定線或放樣測量。定線測量可直接利用手簿獲取拐點或IP點的坐標。而放樣工作一人也可完成,將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸入RTK的外業控制器,即可放樣。放樣方法靈活,即能按樁號也可按坐標放樣,并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移動,直到誤差小于設定的為止。
2.4建筑物規劃放線
建筑物規劃放線,放線點既要滿足建筑物設計規劃條件的要求,又要滿足建筑物本身的幾何關系,放樣精度要求較高。使用RTK進行建筑物放樣時需要注意檢查建筑物本身的幾何關系,對于短邊,其相對關系較難滿足,在放樣的同時,需要注意的是測量點位的收斂精度,如果點位收斂精度不高的情況下,強制測量可能帶來較大的點位誤差。在點位精度收斂高的情況下,用RTK進行規劃放線一般能滿足要求。
2.5用地測量
在建設用地勘測定界測量中,RTK技術可實時地測定界址點坐標,確定土地使用界限范圍,計算用地面積,在土地分類及權屬調查時,應用RTK技術可實時測量權屬界限、土地分類修測,提高了測量速度和精度。
2.6像控點測量
像控點測量是航空攝影測量外業主要工作之一,傳統的方法要布設大量的導線來測量部分平高點,內業有時還要加密。采用RTK技術測量,只需在測區內或測區附近的高等級控制點架設基準站,(若測區內或測區附近無高等級控制點,可先加密),流動站直接測量各像控點的平面坐標和高程,對不易設站的像控點,可采用手簿提供的交會法等間接的方法測量。像控點的精度要求對于RTK測量來說是不難達到的。與傳統作業相比較,它不需要逐級布設控制點;與靜態GPS測量相比,縮短了作業時間,因而大大提高了作業效率,功效至少提高3倍~5倍。
2.7其他方面測量
RTK技術還可用于地形測量、水域測量、管線測量、房產測量等方面。用RTK測圖,可不用布設圖根控制,僅依據少量的基準點,即可直接測定地形地物點坐標,如果用專業測圖軟件,通過電子手簿記錄即可實現數字化測圖。在水下地形測量是,RTK能自動導航和按距離或時間間隔自動采點,只要將天線高量至水面,加水深改正后,即可高精度地實時測定水下地形點的三維坐標,由專業軟件成圖。
3GPSRTK在土地整理規劃工程測量中的應用實例分析
以某土地整理規劃工程測量中GPSRTK測量技術的應用為例,闡述該技術的應用情況。測區地處北部。該縣充分利用近幾年水毀耕地形成的灘涂和原有未開發的未利用土地,合理開發整理成適宜農作物生長的優質高產田,增加耕地面積,發揮項目區地理、土壤、氣候及區位等優勢,為改善生態環境,提高土地生產力,增加經濟收入,促進區域經濟發展。該縣水務局的委托,設計人員土地整理規劃工程實施了勘測設計,在該工程的勘測中,由于交通不便,樹木密集,土地種類較多,分布區域狹長,東干渠、西干渠、東岸防護堤、西岸防護堤及地形圖等工作量繁雜原因,采用常規測量手段施測十分困難,很難在短時間內完成測量工作,以滿足業主單位對測量工作的要求。為此,采用GPSRTK測量技術作為本測區的實測技術手段,在充分調研論證并通過試驗檢測認證的基礎上全面實施,大大提高了測繪工作的速度和效益,縮短了近一半的工期,取得了比較好的效果。
3.1作業過程
采用中海達5800GPS設備,選取精度高、可靠性好的基本控制網點作為RTK測量的工作基準點,在試用試驗階段,針對所選用的GPS儀器,得出了該城區流動站在作用距離為4km范圍內,能高質量、清晰地接收基準站發出的數據。以此為參考數據,選定了分布于該城區的城市D級GPS三維控制網點4點,組成本次工程測量工作的基準框架網,并利用4個控制點的WGS-84坐標系和1954年北京坐標系成果計算出用于GPSRTK測量的4個坐標轉換參數。
3.2GPSRTK定位精度試驗
選取1個GPSRTK測量基準網點,架設RTK基準站,流動站在離基準站4km范圍內,有目的地施測了5"級控制點、E級GPS控制點共計13個點,并采用靜態GPS測量技術測量5"級控制點坐標,其測量平差結果如表1所列。
表1平面坐標
3.3RTK定位精度評價
從表1中比較數據可以看出,RTK測量結果與其他測量技術獲取的測量結果互差均在厘米級,其中x方向中誤差最大為0.32cm,最小為0.09cm,y方向中誤差最大為0.18cm,最小為0.08cm,中誤差平均為0.21cm。可以認為GPSRTK測量結果的點位精度達到厘米級,而且各點位之間不存在誤差累積,克服了傳統測量技術的弊病,能滿足土地整理規劃工程對控制點的測量精度要求。
4結語
RTK技術是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合,是GPS測量技術中的一個新突破。在進行測量時,主要注意事項是基準站選擇要在比較中心、位置空曠開闊的至高點上,且周圍無磁場的影響,這樣流動站接收的信號好。并將觀測成果與首級控制成果進行整體平差,這樣動態觀測經平差后的精度較高。
文章標題:根據工程實例論RTK工程測量技術
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