RTK測量技術在基礎控制測量的應用與體會

黃良 饒燁

1 概述

隨著測繪技術的發展,GPS測量技術的應用更加廣泛,從常規的靜態(快速靜態)測量在高等級控制網到采用RTK技術應用于工程測量領域。但如何代替常規導線施測一級導線點,一直是一個有爭議的問題。本文結合某測區采用靜態GPS和RTK測量技術施測一級導線點的結果對比,認為通過采取一定的觀測措施,采用RTK測量技術施測一級導線點,其結果完全可以滿足城市測量規范中一級導線的精度要求,與傳統導線測量相比能夠極大提高工作效率。

2 RTK測量原理

RTK技術是建立在實時處理兩個測站的載波相位基礎上的,基準站通過數據鏈實時將采集的載波相位觀測量及測站坐標信息一同發送給流動站,流動站在接收GPS衛星載波相位的同時,接收來自基準站的載波位置信息,并組成相位差分觀測值進行實時處理,實時給出厘米級的定位結果。

3 RTK測量技術施測一級導線點

在已知點設置GPS接收機作為基準站,輸入基準站坐標和轉換參數等信息,啟動基準站,其他GPS接收機作為流動站架設在若干待測點上,輸入和基準站一樣的轉換參數等數據,開始RTK測量。流動站接收到來自基準站一樣的轉換參數等數據,開始RTK測量。流動站接收到來自基準站和GPS衛星的信息后,流動站自動求解整周模糊度進行初始化,初始化成功后可實時求解出流動站的厘米級坐標。

4 坐標轉換參數的解算

GPS衛星觀測采用的坐標系統為世界大地坐標系(WGS-84),而城市測量一般采用地方平面直角坐標系,需要求解兩套坐標系統的轉換參數。解算坐標轉換參數的方法有兩種:第一種是若測區已進行過靜態GPS測量,可以直接將控制點的WGS-84坐標和地方坐標直接輸入RTK手簿求解轉換參數。第二種方法是流動站逐一到各個已知點上先采集WGS-84坐標,再輸入對應的地方坐標,通過點校正擬合出轉換參數。本測區我院剛布設過靜態GPS測量,故此采用第一種辦法直接求解轉換參數。

本測區共布設了20個靜態GPS點,從中選擇分布均勻的12個點作為求解參數使用,其余8個點作為檢校點位精度使用。

5 RTK測量技術要求

為保證RTK作業精度,提高成果可靠性,在作業過程中注意了以下幾個方面:

1)基準站位置選擇。用電臺進行數據傳輸時,基準站應選在測區相對較高的位置,用移動通信進行數據傳輸時,基準站必須選擇在測區移動通信信號接收良好的位置。

2)流動站技術要求。RTK流動站觀測時應采用三角架或強制對中桿,確保定位瞬間處于水平靜止狀態,每次觀測歷元數不小于15個,采樣間隔為1 s,有效觀測衛星數不少于5個,PDOP值不大于6。

3)數據采集技術要求。每個流動站要求初始化二次觀測,水平殘差和垂直殘差小于2 cm,取兩次中數作為最終結果。

6 RTK測量精度分析

1)檢查測區內參與坐標參數轉換的控制點殘差。水平殘差值在 0.004～0.015之間,垂直殘差值在 0.01～0.021之間,表明坐標轉換參數擬合精度較高。8個未參與求參的已知點坐標與RTK測量坐標相比,最大誤差Δx=0.017 m,Δy=0.012 m,精度良好。

2)采用不同測量手段取得的坐標比較。為分析RTK測量點的真實精度,本測區隨機抽取了24個RTK點采用靜態GPS觀測組成靜態GPS網,坐標平差結果和RTK成果比較,最大誤差Δx=0.019 m,Δy=0.016 m,大部分點位誤差在1 cm 內。

3)RTK高程與四等水準高程比較。為分析RTK測量點的高程精度,本測區隨機布設了四條四等水準附合線路,共聯測RTK測量點52個,其高程互差呈現偶然性,最大偏差0.024 m,最小為0.007 m。

4)分析結果。從以上數據可以看出,RTK測量點的平面坐標精度完全可以滿足一級導線點的精度要求,高程精度只要高程點分布均勻,密度適中,可以達到四等水準的精度要求。

7 結語

RTK技術施測一級導線與傳統導線方式、GPS靜態測量方式相比,作業效率高,精度符合要求。只要在作業過程中采取有效措施,嚴格按操作規程作業,加強成果復檢,完全可以替代常規導線或靜態GPS方式施測一級導線點。

[1]周忠漠.GPS衛星測量原理與應用[M].北京:測繪出版社,2000.

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