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摘要:RTK技术灵活、方便的特点使其在城市测量中有广阔的应用前景,对GPS测量技术的发展和普及,具有重要的现实意义。
关键词:RTK;城市测量;应用
中图分类号: R126 文献标识码: A
一 、RTK技术概 述
RTK测量技术是GPS测量技术与数据传输相结合、以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术,主要由两部分组成,即基准站和流动站。基准站连续把观测到的卫星数据发射出去,流动站实时差分处理基准站和流动站的载波相位观测值,获取所在点的坐标、高程和精度指标。
RTK技术灵活、方便的特点使其在城市测量中有广阔的应用前景,对GPS测量技术的发展和普及,具有重要的现实意义。但是由于城市现代通信业的高度发达,城市建筑的高大化和强反射性,市区道路车流量大且行动缓慢等因素,使得RTK作业受到一定的影响。主要表现在:① 数据链不稳健,无法进行动态初始化或整周模糊度计算;② 长时间无法获得固定双差解;③ 视空高度角大,无法接收到足够的卫星。如何发挥RTK技术优势,服务测量工作是一个值得讨论的话题。
二、 RTK技术的应用
1、控制测量
城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。GPS 静态测量需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术在作业精度和作业效率上具有明显的优势。
2 、像控点测量
像控点测量传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点,内业再空三加密。采用RTK技术测量,只需在测区内或附近的高等级控制点架设基准站,流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程,对不易设站的像控点,可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。与传统作业相比较,它不需要逐级布设控制点;与静态GPS 测量相比,缩短了作业时间,提高了作业效率。
3、线路中线定线
RTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样,放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器,即可放样。放样方法灵活,即能按桩号也可按坐标放样,并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移动,直到误差小于设定的为止。
4、建筑物规划放线
建筑物规划放线,放线点既要满足城市规划条件的要求,又要满足建筑物本身的几何关系,放样精度要求较高。使用RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系,对于短边,其相对关系较难满足。在放样的同时,需要注意的是测量点位的收斂精度,如果点位收敛精度不高的情况下,强制测量则有可能带来较大的点位误差。在点位精度收敛高的情况下,用RTK进行规划放线一般能满足要求。
5、用地测量
在建设用地勘测定界测量中,RTK技术可实时地测定界址点坐标,确定土地使用界限范围,计算用地面积,在土地分类及权属调查时,应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测,提高了测量速度和精度。
6、其他方面测量
RTK技术还可用于地形测量、水域测量、管线测量、房产测量等方面。RTK能自动导航和按距离或时间间隔自动采点,可不用布设图根控制,仅依据少量的基准点,即可直接测定地形地物点坐标。
三 、城市测量的作业流程
1. 内业 准 备
应事先对测区进行踏勘,根据城市测量的特点完成内业的准备工作,主要包括:设定工程名称、 主机的参数设置、确定坐标转换参数、内业输入放样点的设计坐标。
2. 求 定测 区转换参数
RTK作业要求实时给出当地坐标,存在W GS-84坐标和地方独立坐标系的坐标转换问题。一般来说求定测区转参数可分为两种情况。一是事先测定转换参数,在测区内实施RTK作业时,直接输入参数和基准站W GS-84坐标。首先在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点,获得各点的WGS-84坐标和地方坐标系下的坐标,利用同一点的2种坐标求出转在工程应用中,每个点都可安置基准站。二是在 一个工程中临时求得转换参数,但不能在另一个工程中应用。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位GS-84坐标,然后流动站联测2个以上的地方坐标系下的控制点,求解坐标转换参数。
3. 基 准 站的选定原则
数据传输系统由基准站发射台和流动站接收台组成,它是实时动态测量的关键设备。稳健可靠的数据链是动态初始化的前提,可以减少整周模糊度的解算时间,大大提高工作效率,所以基准站的安置是顺利实施RTK作业的关键之一,基准站安置应满足下列条件。
(1) 基准站可设立在有精确坐标的已知点上,也可设在未知点上;
(2) 基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方,城市测量首选测区中央的高大建筑物上;
(3) 为防止数据链的丢失和多路径效应,周围应无GPS信号反射物(大型停车场,大型建筑物,车辆拥挤的街区),200 m范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源;
(4) 考虑到南北极附近是卫星的空洞区,电台的天线应架设在GPS接收机的北方。
4. R T K 施测步骤
野外作业时,基准站安置在选定的控制点上,打开接收机输人点号、天线高、WGS-84的已知坐标。如果未知WGS-84坐标,则需采集单点定位坐标,设置完毕检查接收的GPS卫星数〕5颗。设置电台的通道和灵敏度,检查电台发射指示灯是否正常,基准站设置完成。流动站选择与基准站电台相匹配的电台频率,检查电台接收指示灯是否正常,检查接收卫星颗数4颗,流动站可开始测量任务。先联测1一2个已知控制点,评定测量精度,满足设计要求则开始测量任务。实时动态RTK数据处理相对简单,外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统,直接下载到计算机内
关键词:RTK;城市测量;应用
中图分类号: R126 文献标识码: A
一 、RTK技术概 述
RTK测量技术是GPS测量技术与数据传输相结合、以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术,主要由两部分组成,即基准站和流动站。基准站连续把观测到的卫星数据发射出去,流动站实时差分处理基准站和流动站的载波相位观测值,获取所在点的坐标、高程和精度指标。
RTK技术灵活、方便的特点使其在城市测量中有广阔的应用前景,对GPS测量技术的发展和普及,具有重要的现实意义。但是由于城市现代通信业的高度发达,城市建筑的高大化和强反射性,市区道路车流量大且行动缓慢等因素,使得RTK作业受到一定的影响。主要表现在:① 数据链不稳健,无法进行动态初始化或整周模糊度计算;② 长时间无法获得固定双差解;③ 视空高度角大,无法接收到足够的卫星。如何发挥RTK技术优势,服务测量工作是一个值得讨论的话题。
二、 RTK技术的应用
1、控制测量
城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。GPS 静态测量需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术在作业精度和作业效率上具有明显的优势。
2 、像控点测量
像控点测量传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点,内业再空三加密。采用RTK技术测量,只需在测区内或附近的高等级控制点架设基准站,流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程,对不易设站的像控点,可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。与传统作业相比较,它不需要逐级布设控制点;与静态GPS 测量相比,缩短了作业时间,提高了作业效率。
3、线路中线定线
RTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样,放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器,即可放样。放样方法灵活,即能按桩号也可按坐标放样,并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移动,直到误差小于设定的为止。
4、建筑物规划放线
建筑物规划放线,放线点既要满足城市规划条件的要求,又要满足建筑物本身的几何关系,放样精度要求较高。使用RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系,对于短边,其相对关系较难满足。在放样的同时,需要注意的是测量点位的收斂精度,如果点位收敛精度不高的情况下,强制测量则有可能带来较大的点位误差。在点位精度收敛高的情况下,用RTK进行规划放线一般能满足要求。
5、用地测量
在建设用地勘测定界测量中,RTK技术可实时地测定界址点坐标,确定土地使用界限范围,计算用地面积,在土地分类及权属调查时,应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测,提高了测量速度和精度。
6、其他方面测量
RTK技术还可用于地形测量、水域测量、管线测量、房产测量等方面。RTK能自动导航和按距离或时间间隔自动采点,可不用布设图根控制,仅依据少量的基准点,即可直接测定地形地物点坐标。
三 、城市测量的作业流程
1. 内业 准 备
应事先对测区进行踏勘,根据城市测量的特点完成内业的准备工作,主要包括:设定工程名称、 主机的参数设置、确定坐标转换参数、内业输入放样点的设计坐标。
2. 求 定测 区转换参数
RTK作业要求实时给出当地坐标,存在W GS-84坐标和地方独立坐标系的坐标转换问题。一般来说求定测区转参数可分为两种情况。一是事先测定转换参数,在测区内实施RTK作业时,直接输入参数和基准站W GS-84坐标。首先在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点,获得各点的WGS-84坐标和地方坐标系下的坐标,利用同一点的2种坐标求出转在工程应用中,每个点都可安置基准站。二是在 一个工程中临时求得转换参数,但不能在另一个工程中应用。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位GS-84坐标,然后流动站联测2个以上的地方坐标系下的控制点,求解坐标转换参数。
3. 基 准 站的选定原则
数据传输系统由基准站发射台和流动站接收台组成,它是实时动态测量的关键设备。稳健可靠的数据链是动态初始化的前提,可以减少整周模糊度的解算时间,大大提高工作效率,所以基准站的安置是顺利实施RTK作业的关键之一,基准站安置应满足下列条件。
(1) 基准站可设立在有精确坐标的已知点上,也可设在未知点上;
(2) 基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方,城市测量首选测区中央的高大建筑物上;
(3) 为防止数据链的丢失和多路径效应,周围应无GPS信号反射物(大型停车场,大型建筑物,车辆拥挤的街区),200 m范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源;
(4) 考虑到南北极附近是卫星的空洞区,电台的天线应架设在GPS接收机的北方。
4. R T K 施测步骤
野外作业时,基准站安置在选定的控制点上,打开接收机输人点号、天线高、WGS-84的已知坐标。如果未知WGS-84坐标,则需采集单点定位坐标,设置完毕检查接收的GPS卫星数〕5颗。设置电台的通道和灵敏度,检查电台发射指示灯是否正常,基准站设置完成。流动站选择与基准站电台相匹配的电台频率,检查电台接收指示灯是否正常,检查接收卫星颗数4颗,流动站可开始测量任务。先联测1一2个已知控制点,评定测量精度,满足设计要求则开始测量任务。实时动态RTK数据处理相对简单,外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统,直接下载到计算机内