TGO在RTK放樣成果檢核中的應用

賈克永

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司濟南設計院,山東濟南 250022)

應用RTK(Real-Time Kinematic)進行放樣已是當今工程測量工作中采取的最主要放樣方式。RTK能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的平面和高程定位結果,并能達到厘米級精度,一改傳統的經緯儀、全站儀等常規作業模式,僅需把設計點位坐標輸入到RTK設備中,根據提示便能迅速放樣點位,精度均勻,作業效率較常規方式有極大地提高。隨著雙星系統(GPS/GLONASS),CORS等新設備、新技術的出現,RTK在成果質量、精度和效率方面又有了較大程度的提升。

在實際放樣工作中,常遇到如甲方只給一套參數和1～2個供檢核的控制點,或僅給了若干個未覆蓋測區的控制點等情況。于是不免會有“校正參數應用于測區的最終效果如何”,“放樣成果質量如何”,“放樣點的點位和設計值偏差大小如何”等疑問。由于放樣工作的特殊性,對待放樣成果質量必須從嚴,否則將很有可能帶來巨大的人力、物力損失。因此,對待放樣工作不僅需要高度的責任心,也要從技術角度入手,采取多種方法和手段，最大限度地保證成果的可靠性。

1 TGO數據檢核比對思路

TGO(Trimble Geomatics Office)軟件是美國Trimble導航有限公司推出的用于GPS靜態和動態測量數據處理的著名商業軟件,在我國有著廣泛的應用。其強大的測量數據導入和導出,數據轉化和投影功能，為測量放樣成果的檢核比對提供了極大的便利條件。

1.1 數據檢核比對思路

測區工程控制網的投影(本文僅指高斯投影)方式有多種，改變中央子午線及變換投影高是最為常用的方式。通過改變中央子午線到測區中心,并且把測區的平均高程面作為投影面,可以使本測區的理論投影變形為最小。

在實際作業中,在RTK手簿中建立好轉換關系(工地校正)后,導入設計點網格坐標,或者在放樣后再采集點位的坐標后都會得到點的WGS-84坐標值。把這些WGS-84坐標值在TGO中通過改變中央子午線到測區中心,把測區的平均高程面作為投影面進行基于WGS-84橢球的高斯投影,就會得到該測區理論上變形最小的網格坐標,這些網格坐標不包含因轉換參數殘差所引起的投影變形影響。

對WGS-84坐標經過投影變換后得到的網格坐標進行平移旋轉變換,通過兩個以上的點與測區設計網格坐標進行套合,此時便可以很容易地判斷測區校正參數或實際放樣效果的優劣。

具體流程見圖1。

圖1 TGO檢核對比流程

TGO中的投影變換的具體步驟為：新建項目—文件—項目屬性—坐標系統—坐標系統設置—改變—新系統—缺省投影方式(橫軸墨卡托),在“缺省投影方式”選項卡中“中心經度”項錄入測區中央子午線,“尺度比”項為“1”,其他項根據需要而定。根據習慣選擇“北-東”坐標系統?！跋乱徊健边x項卡選擇“無大地水準面模型”,點擊“完成”后結束設置測區中央子午線的步驟。

投影到測區平均高程面的設置步驟為：在改變測區中央子午線設置后-項目屬性-坐標系統-當地點設置,在“當地點設置”選擇卡中錄入項目位置的概略坐標和高程/高度,然后選擇“使用地面坐標”及“用投影位置計算比例尺”,點擊“確認”完成該項設置。

經過改變中央子午線及當地點投影設置后,在“項目屬性”選項卡點擊“應用”,“確認”按鈕完成設置。

1.2 “導入”/“導出”格式編輯

TGO軟件支持Trimble的RTK手簿文件直接導入,大多數的其他格式類型的RTK手簿文件則需導出，并編輯成文本格式文件,在TGO導入項建立相應的文本格式后方能導入。

以常用的南方CASS坐標數據文件格式為例：打開TGO,通過“導入”-“其他測量文件”-“自定義”-“新建格式...”建立南方CASS坐標文件格式,注意文件后綴為“DAT”。

同理,建立WGS-84坐標文件格式,建議文件后綴為“TXT”。

同理,在“導出”-“點,北,東,高程,代碼”項通過自定義方式也建立南方CASS坐標文件格式和WGS-84坐標文件格式。

需要注意的是,WGS-84坐標文件“格式體”中的經度、緯度、高程應為“WGS 緯度”,“WGS經度”,“WGS高程”。具體操作為,右鍵單擊“格式體”空白區域選擇“域”-“先進的”,在彈出的表單中進行相應的選擇。

1.3 數據導入及導出

在TGO中新建一工程,默認設置,對于Trimble測量控制器(*.dc)文件直接從手簿中導入,此時該工程文件的坐標系統及投影方式同于測量手簿中已建立的坐標系統。

對于其他類型的RTK手簿或其他格式的坐標文件,則需根據已建立的導入/導出文件格式,導出文本格式文件后再導入TGO中。對于僅作數據檢核比對的,可以只導入WGS-84坐標數據,進行改變中央子午線及投影后,導出網格坐標即可。需要建立WGS-84與工地坐標轉換關系的則需要應用TGO導出測量控制器(*.dc)文件,應用DC文件編輯器編輯(見圖2)投影及轉換參數(具體編輯步驟限于篇幅略之,請參考TGO幫助文檔)。

圖2 文件編輯器界面

2 數據檢核比對

WGS-84坐標經變換投影后的網格坐標和測區的設計或實測網格坐標的檢核比對,通常采用兩種方式。

2.1 應用CAD軟件進行檢核比對

以南方CASS為例,在CASS中新建文件后,分別導入WGS-84坐標轉換后的網格坐標文件和測區設計或實測網格坐標文件。為了便于區分,可以通過建立圖層,設置不同顏色的方式對導入的坐標點進行區分操作。通過CASS軟件中的“測站改正”功能,選擇一組具有代表性的公共點,考慮到距離較近的點可能會引起的角度偏差問題,應選擇相距較遠的點,帶狀區域的點盡量選擇兩端區域的點。經過測站改正后,網格點疊加,通過縮放和CASS中的距離查詢工具可以方便地知道同名點的平面差異。

2.2 應用Excel進行檢核比對

通過坐標轉換軟件求取兩點網格坐標的四參數,考慮到距離較近的點可能會引起的角度偏差問題,應選擇相距較遠的點,帶狀區域的點盡量選擇兩端區域的點，比例系數固定為1。經過坐標轉換后,把兩套網格坐標導入到Excel表格中進行比對。

數據的檢核比對一般只對同類型,即設計坐標和經投影變換后的WGS-84網格坐標比對,實測坐標和實測的經過投影變換后的WGS-84網格坐標比對,如果需要,也可以對實測坐標和設計坐標進行比對。

對于上述兩種檢核對比方式,可以結合應用,這樣坐標數據的檢核比對不僅直觀還能查看準確的數據比對信息。

3 結束語

TGO是一款功能強大的數據處理軟件,通過其投影變換及數據的導入、導出功能，可方便地對放樣前的校正參數進行檢核,對放樣后的實測數據和設計數據的一致性進行檢核。從數據源頭及軟件的應用方面入手對放樣質量進行保證，從而對放樣成果的可靠性具有很大的幫助。

由于放樣工作覆蓋面廣,行業差異大,本文未對坐標的比對指標作探討,僅以流程性的敘述作說明,以期“拋磚引玉”。

[1]魏二虎,黃勁松.GPS測量操作與數據處理[M]．武漢：武漢大學出版社,2004

[2]李征航,黃勁松.GPS測量與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社,2005

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