GPS-RTK技術(shù)在山區(qū)測(cè)量中的合理運(yùn)用探討

1、    gpsrtk技術(shù)在山區(qū)測(cè)量中的合理運(yùn)用探討    郎衛(wèi)忠 李智寬摘 要：文章結(jié)合工作實(shí)踐，簡(jiǎn)要地闡述了gps-rtk技術(shù)的應(yīng)用原理，從而就gps-rtk技術(shù)在山區(qū)測(cè)量中的合理運(yùn)用進(jìn)行了探討與分析，僅供參考。關(guān)鍵詞：gps-rtk技術(shù)；山區(qū)測(cè)量；應(yīng)用原理；實(shí)例分析山區(qū)的地形高低起伏、高差大，尤其是南方地區(qū)，雨水豐富，霧氣大，植被茂密，通視條件差，這給測(cè)量工作帶來(lái)較大的難度。若使用全站儀器搭配極坐標(biāo)法測(cè)量，就會(huì)面臨不通視和頻繁建立觀測(cè)點(diǎn)的情況，這樣不僅降低了工作效率，而且對(duì)測(cè)量的數(shù)值產(chǎn)生了極大的誤差。而gps-rtk測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)

2、的全站儀，不僅大大提高了工作效率，還具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、快捷精度高和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，最重要的是它不受天氣的影響，可以全天候進(jìn)行測(cè)量工作。因此在山區(qū)項(xiàng)目測(cè)量和放線中得到了廣泛的應(yīng)用。1 gps-rtk技術(shù)的應(yīng)用原理rtk通過(guò)以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)，并配合gps的實(shí)施分差為基礎(chǔ)的測(cè)量技術(shù)。其原理在基站上進(jìn)行設(shè)置接受器，并對(duì)范圍所偵測(cè)到的衛(wèi)星進(jìn)行搜索，然后對(duì)所發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星進(jìn)行聯(lián)合的觀測(cè)并實(shí)施發(fā)送給測(cè)量者。測(cè)量者在接收機(jī)上接受衛(wèi)星信號(hào)和無(wú)線電信號(hào)。然后根據(jù)相應(yīng)的定位原理，實(shí)時(shí)地解算整周模糊度未知數(shù)并計(jì)算。顯示出測(cè)量者建站觀測(cè)的質(zhì)量和解算成果。gps-rtk測(cè)量系統(tǒng)主要由gps 接收機(jī)、數(shù)據(jù)傳送設(shè)備、軟件處理

3、系統(tǒng)三大部分組成。2 gps-rtk技術(shù)在山區(qū)測(cè)量中的應(yīng)用2.1 作業(yè)流程首先，通過(guò)對(duì)所測(cè)區(qū)域的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，并行成所測(cè)區(qū)域的控制點(diǎn)資料，通常包括控制點(diǎn)坐標(biāo)系的等級(jí)、中央子午線以及坐標(biāo)系的選用。最后判定控制點(diǎn)的地形和環(huán)境是否適合建立動(dòng)態(tài)gps基站。2.2 測(cè)區(qū)布置及參數(shù)設(shè)置在進(jìn)行實(shí)施放樣測(cè)量的過(guò)程中，要對(duì)整個(gè)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行合理劃分，一般情況下，會(huì)將區(qū)域分成多個(gè)小塊。而且使這些小區(qū)域的控制點(diǎn)進(jìn)行最為均勻的分部，同時(shí)根據(jù)設(shè)置的相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)和根據(jù)定義要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)保存位置、坐標(biāo)系統(tǒng)、天線類型、衛(wèi)星高度等數(shù)據(jù)的分析。2.3 基準(zhǔn)站的選定在測(cè)控區(qū)的控制點(diǎn)設(shè)定時(shí)要躲避高壓線，尤其在大型電視塔和電臺(tái)附近

4、要選擇地勢(shì)寬廣、地面廣闊的位置，而且在基準(zhǔn)站的附近要防止人畜靠近，以達(dá)到保證測(cè)量精度的目的。2.4 流動(dòng)站的測(cè)量要隨時(shí)更新衛(wèi)星預(yù)報(bào)，在測(cè)量時(shí)要選擇天氣較好的觀測(cè)時(shí)間，而且要正確設(shè)置設(shè)備位置。要在流動(dòng)站的配置機(jī)中輸入坐標(biāo)、天線高、測(cè)站名等參數(shù)。當(dāng)移動(dòng)站接受到足夠的衛(wèi)星后，就能開(kāi)始解算整周模糊度。2.5 地形測(cè)量gps-rtk技術(shù)在地形測(cè)量的中的應(yīng)用，可以大大提高工作效率和測(cè)量精度。例如，某公路工程，按照1：500地形圖進(jìn)行補(bǔ)測(cè)作業(yè)，測(cè)量區(qū)域地形復(fù)雜，且通視條件差。在進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，如果采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法，在短時(shí)間內(nèi)難以完成測(cè)圖作業(yè)，為此，在測(cè)量作業(yè)中，為了節(jié)約施工時(shí)間，減少測(cè)量難度，提高測(cè)量效率

5、，決定使用gps-rtk技術(shù)。工程測(cè)量作業(yè)人員安排如下：測(cè)量人員3人，基準(zhǔn)站1人，流動(dòng)站設(shè)置2人；結(jié)果在5天時(shí)間內(nèi)順利完成了測(cè)量區(qū)域1：500地形圖的測(cè)量工作。總之，通過(guò)rtk技術(shù)在該工程測(cè)量過(guò)程中的應(yīng)用，對(duì)一些路線控制樁進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)記錄了測(cè)量精度，該項(xiàng)目的測(cè)量精度見(jiàn)表1。表1中可以看出，較差是指rtk實(shí)測(cè)平面與定測(cè)控制樁平面，rtk高程成果與定測(cè)高程成果之間的較差。由此可見(jiàn)，在該工程測(cè)量中使用gps-rtk技術(shù)具有較好的精度，實(shí)現(xiàn)了1：500地形圖測(cè)圖作業(yè)的測(cè)量目標(biāo)。2.6 勘探線剖面測(cè)量在gps測(cè)量中，目前只有g(shù)ps-rtk準(zhǔn)確的完成勘探線剖面測(cè)量。以為 gps-rtk的線型放樣功能可以

6、保證測(cè)量質(zhì)量，使觀測(cè)點(diǎn)不發(fā)生偏移，保證設(shè)計(jì)剖面線的精確度。另外在進(jìn)行高層觀測(cè)中，靜態(tài)觀測(cè)不能直接確定剖面線，導(dǎo)致手持高程的測(cè)量不準(zhǔn)確。3 實(shí)例分析3.1 工程概況某山區(qū)公路，起點(diǎn)里程 k1834+095.186m，線路全長(zhǎng)25km，一共有橋梁6座、隧道1座（分離式隧道）。本工程采用rtk定位測(cè)量技術(shù)，即加快了測(cè)量工作，又減小了勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 平面控制網(wǎng)的建立根據(jù)測(cè)區(qū)范圍，用gps靜態(tài)測(cè)量方法建立測(cè)區(qū)控制網(wǎng)，選用 i08-2、i09-1、i17-1、i025、i025-1、i032作為起算坐標(biāo)，設(shè)計(jì)線路左右兩側(cè)布設(shè)29個(gè)加密控制點(diǎn)，相鄰點(diǎn)間距 500m左右，并與國(guó)家點(diǎn)聯(lián)測(cè)，求出各控制點(diǎn)平面坐標(biāo)

7、，同時(shí)需考慮投影變形。公路工程在縱向有時(shí)可達(dá)到幾百km，在橫向上卻一般只有幾十m，跨越范圍廣，線路走向、地形情況千差萬(wàn)別，長(zhǎng)度變形各不相同，因此必須采取相應(yīng)的措施消弱長(zhǎng)度變形。3.3 高程控制測(cè)量gps測(cè)得的大地高屬于wgs-84系統(tǒng)，因此必須采用高程擬合方法來(lái)求得正常高。而高程擬合的精度高低取決于參與擬合的水準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)及分布的均勻程度。3.4 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定使用的儀器為南方靈銳s86型gps雙頻接收機(jī)，利用各個(gè)控制點(diǎn)的大地經(jīng)緯度和測(cè)算的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，在內(nèi)業(yè)中計(jì)算得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，直接將參數(shù)輸入測(cè)量控制器。實(shí)踐證明，這種方法計(jì)算得到的參數(shù)準(zhǔn)確、浪費(fèi)時(shí)間較少。得到參數(shù)后，在現(xiàn)場(chǎng)核查測(cè)量控制點(diǎn)。將

8、gps靜態(tài)觀測(cè)成果與rtk 觀測(cè)成果進(jìn)行對(duì)比（對(duì)比結(jié)果如表1）。從表可知，rtk 定位成果能滿足公路工程中地形圖測(cè)量工作的精度要求。3.5 選擇作業(yè)時(shí)段根據(jù)衛(wèi)星可見(jiàn)預(yù)報(bào)和天氣預(yù)報(bào)選擇最佳觀測(cè)時(shí)段，衛(wèi)星的幾何分越好，定位精度就越高，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果合理安排工作計(jì)劃。3.6 外業(yè)數(shù)據(jù)采集對(duì)于開(kāi)闊地段的公路，直接采用 rtk 進(jìn)行全數(shù)字野外數(shù)據(jù)采集，實(shí)地繪制地形草圖； 對(duì)于樹(shù)木較多或房屋密集的村莊等，采用rtk給定圖根點(diǎn)位，利用全站儀采集地形地物等特征點(diǎn)，實(shí)地繪制草圖。4 結(jié)語(yǔ)總之，gps-rtk技術(shù)在山區(qū)測(cè)量中，由于測(cè)量設(shè)備防雷、防水，所以可以在全天候的情況下進(jìn)行施工，尤其在山區(qū)測(cè)量中經(jīng)常會(huì)發(fā)生不通視的情況，而gps-rtk技術(shù)在測(cè)量中可以有效解決這一難題，它通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，有效地解決了測(cè)量中存在的問(wèn)題，所以說(shuō)gps-rtk測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用為山區(qū)測(cè)量帶來(lái)