淺談GPS-RTK技術在工程測量放樣中的應用

1、    淺談gpsrtk技術在工程測量放樣中的應用    李守玉摘要： gps-rtk技術具有高精度、全天候、無須光學通視的特點，并且還能為工程測量提供實時動態(tài)的定位結果。在工程測量中應用gps-rtk技術是測量史上的一次較大變革，本文結合實例淺談gps-rtk技術在工程測量放樣中的實際應用。關鍵詞：gps-rtk技術；工程測量；放樣；應用gps-rtk技術（本文簡稱rtk技術）是大地測量、空間技術、衛(wèi)星技術、無線電通訊與計算機技術的綜合集成，在許多領域發(fā)揮著重大作用。rtk系統(tǒng)主要由一個基準站、若干個流動站、通訊系統(tǒng)3大部分組成?；鶞收景╣ps接收機

2、（接收機通常具有數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)、測量參數(shù)、坐標系統(tǒng)等的設置功能）、gps天線、無線電通訊發(fā)射設備、電源、基準站控制器等設備。流動站的基本配置是gps天線、gps接收機、無線電通訊接收設備、電源、流動站控制器。下面以筆者曾做過的一個實際工程為例闡述一下gps-rtk在工程測量放樣中的應用。一、工程概況該工程gps-rtk工程測量放樣采用的rtk接收機是美國的trimble5700，trimble 5700 gps測量系統(tǒng)具有輕便、觸摸式顯示屏、全中文windows操作系統(tǒng)和菜單功能。trimble 5700 gps測量系統(tǒng)硬件主要包括trimble 5700接收機、zephyr geodetic天

3、線、trimmark3基準站電臺及天線、tsc-1手簿控制器、gps主機和電臺數(shù)據(jù)通訊電纜、鞭狀天線、電源、連接電纜、對中桿及其他一些選購附屬配件。trimble 5700 gps測量系統(tǒng)配有功能強大的隨機配套軟件系列，包括trimble geomatics office（tgo）后處理軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)同步連接編輯軟件、trimble survey controller軟件等。這些軟件包含了gps測量及數(shù)據(jù)處理所涉及的應用模塊、接13等軟件。所有軟件均可在windows95/98/2000/nt等操作平臺上運行，視窗式界面，直觀、友好。二、gps-rtk技術在工程測量中的應用1.獲取放樣數(shù)據(jù)設置

4、觀測基站首先，應該獲得所有待放樣點的三維坐標。因為，現(xiàn)在建筑設計已經(jīng)全部采用cad繪圖，故所有待放樣點的平面直角坐標均可以在cad設計圖上準確獲取，所有待放樣點的高程在建筑設計圖上均有明確的標注，因此獲得所有待放樣點的三維坐標是一件輕而易舉的事情。其次，是獲得幾個控制點的三維坐標，控制點的三維坐標可以從城市規(guī)劃管理部門獲得。在獲得了三維坐標的幾個控制點中優(yōu)選一個控制點作為gps-rtk基準站。其余控制點作為rtk校驗點。gps-rtk基準站應設置在已知控制點上，要求控制點應設置在地勢較高、視野開闊的位置，并要求控制點的周圍不得有高度角超過10°的障礙物，在控制點附近100m范圍內不能

5、有強電磁干擾（無線電臺、高壓線、微波站、自動氣象站等），且不能有導致多路徑效應的gps信號反射體（比如大面積水域、高大建筑物等）。2.配置儀器將trimble 5700 gps接收機主菜單“配置”中的“測量形式”選擇“rtk”模式，在該模式下并可對基準站和流動站及其無線電進行相關參數(shù)設置。（1）基準站的設置基準站選項設置過程如下：設置廣播格式。在cmr、cmr+、rtcm中選擇cmr+，這是trimble獨有的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)傳輸更遠。加載索引號。測站索引號設為33。主要是為在同一個測區(qū)內有多個基準站時以免互相干擾，如果要使用trimble同頻多基站技術則必須在每個基準站加載索引號。設置高度截止

6、角。用于屏蔽低仰角衛(wèi)星信號，對于基準站一般設置為5°00700。選擇天線類型。trimble 5700 gps的天線類型為zephyr geodetic。選定天線高測量方式，以便正確改正到相位中心。trimble 5700 gps天線相位中心為天線凹槽底部（bottom of notch）。輸入基準站天線高。接收機接受后退出?；鶞收緹o線電設置主要是對基準站電臺的參數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸率、接收機端口等進行設置。設置過程如下：設置電臺類型為trimmark 3/sitenet 450。設置控制器端口為coml。設置接收機端口為端口3。設置波特率為38400。設置奇偶校驗為無。在控制器與主機連接時

7、直接查看電臺內部設置，然后進行“連接”，對電臺內部參數(shù)進行設置，設置包括電臺發(fā)射頻率、基準站無線電模式等。接受后退出。（2）流動站的設置流動站選項設置過程如下：設置廣播格式。在cmr、cmr+、rtcm中選擇cmr+，這是trimble獨有的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)傳輸更遠。加載索引號。測站索引號設為331。如果使用了trimble同頻多基站技術則必須在每個基準站加載索引號，而且流動站對基準站要進行測站索引，這主要是為在同一個測區(qū)內有多個基準站時以免互相干擾。衛(wèi)星差分模式設置為關。設置高度截止角，對于流動站設置為13°0000。將pdop限制設置為6.0。選擇天線類型為zephyr geode

8、tic。將“測量到”選擇為bottom of antenna mount（天線座底部）。輸入流動站天線高度。接收機接受后退出。流動站無線電設置過程如下。trimble 5700 gps流動站都是內置電臺，所以無線電電臺類型設置為trimble internal。當控制器與主機連接后，通過“連接”功能查看電臺內部參數(shù)，并根據(jù)需要進行選擇，設置包括電臺頻率、基準站無線電模式等。3.放樣（1）啟動基準站將基準站架設在上空開闊、沒有強電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點上，正確連接好各儀器電纜，打開各儀器，對基準站進行前敘內容的配置，完畢后，在“測量”主菜單中選擇“啟動基準站接收機”，輸入基準站的坐標信

9、息，輸入完畢后，就可以啟動基準站“開始”進行測量了。當基準站啟動完成后，控制手簿顯示屏上會提示“切斷接收機和控制器的連接”。（2）建立新任務、定義坐標系統(tǒng)定義要使用的作業(yè)名稱，所有的鍵入信息和觀測數(shù)據(jù)都保存在該項作業(yè)中?？梢砸远喾N方式定義坐標系統(tǒng)，建筑施工放樣時應選擇無投影/無基準，坐標顯示方式選擇“grid”（網(wǎng)格），水準面模型選擇“否”。因為我們在首次進入一個區(qū)域進行測量放樣之前，通常需要通過點校正方式來求得坐標轉換參數(shù)。（3）流動站測量放樣用手簿控制器引導接收機開始測量后，首先，儀器進行初始化（也就是進行整周模糊度的固定），初始化過程大約需lmin左右。初始化完成后，控制器會提示“初始化完成”，此時就可以進行rtk測量放樣了，在控制器狀態(tài)框中會顯示測量的水平精度和垂直精度。在進行放樣之前，根據(jù)需要“鍵入”放樣的點、直線、曲線、dtm、道路等各項放樣數(shù)據(jù)。在初始化工作完成后，在主菜單上選擇“測量”圖標打開，測量方式選擇“rtk”，再選擇“放樣”選項，即可進行放樣測量作業(yè)。放樣作業(yè)時，手簿控制器上會顯示箭頭及目前位置到放樣點的方位和水平距離觀測值，只需根據(jù)箭頭的指示放樣。當流動站到放樣點距離小于設定值時，手簿上顯示同心圓和十字絲分