GPS RTK在工程测量中的应用
1 引言
随着全球定位系统(GPS)技术不断完善及计算机技术和相应科学的发展,GPS RTK技术在测绘领域中不断扩展应用范围。本文结合多年的实践经验,介绍GPS RTK技术在工程测量中的应用。
2 GPS RTK技术简介
RTK(ReadTimeKinematic)技术采用了载波相位动态实时分差的方法,能够在野外实时地提供测站点在指定坐标系中三维定点结果,并达到厘米级的精度,所需时间不到一分钟。RTK是GPS应用的重大里程碑,目前正在越来越多的测量工作中得到应用。RTK分为基准站和移动站,在RKT作业模式下,基准站通过无线电将基准站接收机实时的观测数据(伪距观测值,相位观测值)及已知数据传输给移动站的接收机。移动站通过无线电接收来自基准站的数据,并且采集GPS观测数据,在系统内组成差分观测值进行实时处理,通过坐标转换参数转换得出移动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H。
3 工程测量的应用
3.1 工程概况
西江三桥长洲岛主干道违章建筑整治工程,是市政府为保证西江三桥顺利进行的一个重要整治方案,根据上级领导指示精神,需要对长洲岛内主干道100M范围内控制线进行放样,要求每隔80M左右放样一点,每两点之间相互通视,并测绘范围线内新增房屋。主干道西边长1.7KM,东边长1.72KM。工程区域内地形很复杂,线路两边所经地形有鱼塘、竹林、果林、旱地、灌木林、居民区等,通视情况差,放样难度很大,时间很紧迫。
3.2 工程区域已有资料。
工程区域已施测有C级GPS控制点四个,分布在主干道西北边和东南边各2个,可以作为工程放样的控制点。并有1993年测绘的1:500扫描地形图。
3.3 仪器的设备
作业采用的仪器设备为:中海达测绘仪器有限公司生产的双频GPS5800接收机二台套,一台为基准站,一台为移动站。接收机与手簿之间通过蓝牙装置连接传输数据。
3.4 GPS RTK放样
首先在西北的一个位置比较开阔的控制点架设基准站接收机,通过手簿与基准站接收机连接,输入基准站的坐标和海拔高,接收机觇标高,求取转换参数,转换参数符合精度后,设置好基准站,然后选择附近另一个控制点进行检测,检测结果符合要求后,即可开始放样。
3.4.1 单点坐标放样
用手簿输入待放点的坐标,通过手簿与移动站接收机的连接,打开手簿待放点位置导航图,根据导航图的指示,移动移动站接收机,当GPS开始进入有效解状态时,手簿显示符合放样点坐标位置即可实地定点,就可以进行下一个坐标点的放样。
3.4.2 直线加密点的放样
用手簿输入直线两端点的坐标,根据实际情况,设定直线起始点的坐标,然后按照要求输入边长数据,按照手簿导航图的指示,进行实地定点,继续下一个直线点的放样。
3.4.3 圆曲线放样
用手簿输入圆心坐标、半径数据,再根据需要放样的圆曲线上的数据输入手簿,即可按照手簿导航图的指示进行实地定点。
3.5 控制测量
对于测量新增房屋的坐标位置,由于RTK在居民区内与基准站接收机连接信号不是很好,达不到有效解状态,因此,使用RTK在居民区外围进行图根控制测量,再用全站仪测绘。进行图根控制测量时,选点之后,当GPS达到有效解状态,首先通过手簿显示,看看定点精度,点位精度要求满足了,就可以测量,即时就知道观测质量,以及坐标和高程结果了。
3.6 内业处理
放样资料和观测得到的控制点资料,通过手簿进行数据导出,导出格式分别选用清华山维格式和中海达格式,放样资料调入清华山维2000测图软件平台进行处理。控制点资料通过中海达格式转换成文本文件,整理即可。
4 应用体会
通过GPS RTK在工程测量中,得出如下体会:
4.1 GPS RTK作业有着较高的精度,观测速度快,已在越来越多的测量工作中得到应用,非常适合大规模的工程测量和其它测量工作。
4.2 GPS RTK作业不受通视条件影响,单站测量控制范围广,操作简单,能有效地减少了因地形复杂带来的繁重工作量。
4.3 GPS RTK测量可以大大提高工作及成果质量,它不受人为因素的影响,整个作业过程全由电脑控制,自动记录,自动数据预处理,自动平差计算。
4.4 GPS RTK采集的定位坐标数据是GWS-84坐标,如在其它坐标系统内进行RTK作业则需要求取定位坐标转换参数,转换参数质量的好坏直接影响RTK的测量精度。
4.5 GPS RTK技术受到基准站传播差分改正数有效范围的限制,在大区域实施作业时,应注意其控制的有效范围,RTK的范围尽量不超过10KM为原则,否则解算速度和精度都大受影响。
4.6 GPS RTK技术具有自动化程度高,可以极大地降低劳动作业强度,减少工作量,提高作业效率。
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