利用GPS(RTK)進行工程放樣、界址點測量及其精度分析（二）

1、利用GPS(RTK)進行工程放樣、界址點測量及其精度分析（二）        2.1.3 RTK的技術(shù)特點1、工作效率高：在一般的地形地勢下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測完4km半徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的設(shè)站次數(shù)，移動站一人操作即可，勞動強度低，作業(yè)速度快，提高了工作效率。2、定位精度高：只要滿足RTK的基木工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)（一般為4km ）RTK的平而精度和高程精度都能達到厘米級。3、全天候作業(yè)：RTK測量不要求基準站、移動站間光學(xué)通視 ，只要求滿足“電磁波通視”，

2、因此和傳統(tǒng)測量相比，RTK測量受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測量看來難于開展作業(yè)的地區(qū)，只要滿足RTK的基木工作條件，它也能進行快速的高精度定位，使測量工作變得史容易史輕松。    4、RTK測量自動化、集成化程度高，數(shù)據(jù)處理能力強：RTK可進行多種測量內(nèi)、外業(yè)工作。移動站利用軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動實現(xiàn)多種測繪功能，減少了輔助測量工作和人為誤差，保證了作業(yè)精度。5、操作簡單，易于使用：現(xiàn)在的儀器一般都提供中文菜單，只要在設(shè)站時進行簡單的設(shè)置，就可方便地獲得二維坐標。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強，能方便地與機、其他

3、測量儀器通信。2.1.4 RTK的局限性和精度保障當然RTK也有其局限性，會影響到執(zhí)行上述測量任務(wù)的能力。了解其局限性可確保RTK測量成功。最主要的局限性其實不在于 RTK 本身，而是源于整個GPS系統(tǒng)。如前所述，GPS依靠的是接收兩萬多公里高空的衛(wèi)星發(fā)射來的無線電信號。相對而言，這些信號頻率高、信號弱，不易穿透可能阻擋衛(wèi)星和GPS接收機之間視線的障礙物。事實上，存在于GPS接收機和衛(wèi)星之間路徑上的任何物體都會對系統(tǒng)的操作產(chǎn)生不良影響。有些物體如房屋，會完全屏蔽衛(wèi)星信號。因此, GPS不能在室內(nèi)使用。同樣原因, GPS也不能在隧道內(nèi)或水下使用。有些物體如樹木會部分阻擋、反射或折射信號。GPS信

4、號的接收在樹林茂密的地區(qū)會很差。樹林中有時會有足夠的信號來計算概略位置，但信號清晰度難以達到厘米水平的精確定位。因此，RTK在林區(qū)作業(yè)有一定的局限性。這并不是說，GPS RTK只適用于四周對空開闊的地區(qū)。RTK測量在部分障礙的地區(qū)也可以是有效而精確的。其奧秘是能觀測到足夠的衛(wèi)星來精確可靠地實現(xiàn)定位。在任何時間、任何地區(qū)，都可能會有7到10顆GPS衛(wèi)星可用于RTK測量。RTK系統(tǒng)的工作并不需要這么多顆衛(wèi)星。如果天空中有5顆適當分布的衛(wèi)星，就可作精確可靠的定位。有部分障礙的地點只要可以觀測到至少5顆衛(wèi)星，就有可能做RTK測量。在樹林或大樓四周作測量時，只要該地留有足夠的開放空間，使RTK系統(tǒng)可觀測

5、到至少5顆衛(wèi)星，RTK 測量就有成功的條件。在論述RTK技術(shù)的原理時，我們知道,RTK測量的關(guān)鍵是確定整周未知數(shù)，能否連續(xù)地、可靠地接收基準站播發(fā)的信號，是RTK能否成功的決定因素。在實際應(yīng)用中，來自各方面的干擾，降低了RTK的可靠性和精度。研究表明，為了保證地物點的測量精度，我們在選點時要采取以下措施:1、點位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收機設(shè)備、視野開闊、視場內(nèi)周圍障礙物高度角應(yīng)小于15°(如可以選在最高建筑物的頂樓)。2、點位應(yīng)遠離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站、微波通道等)，其距離不小于200 m；遠離高壓電線，距離不小于50m 。3、點位附近不應(yīng)有大面積的水域或強烈干擾衛(wèi)星信號接

6、收的物體。4、點位選擇要充分考慮到與其它測量手段聯(lián)測和擴展。 5、點位要選在方便的地方，以提高工作效率。 6)點位要選在地面地基堅硬的地方，易于點的保存。除此之外，為了保證地物點的測量精度，我們還要對接收機天線進行校驗，選擇有削弱多路徑誤差的各種技術(shù)的天線。同時，我們還要不斷利用新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以削弱各種誤差帶來的影響。2.1.5 RTK的作業(yè)過程1、啟動基準站將基準站架設(shè)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。將基準站設(shè)置為動態(tài)測量模式。2、建立新工程，定義坐標系統(tǒng) 新建一個工程，即新建一個文件夾，并在這個文件夾里設(shè)置好測量參數(shù)如橢球參數(shù)、

7、投影參數(shù)等。這個文件夾中包括許多小文件，它們分別是測量的成果文件和各種參數(shù)設(shè)置文件，如*.dat、*.cot、*.rtk、*.ini 等。3、點校正CPS測量的為W CS一84系坐標，而我們通常需要的是在流動站上實時顯示國家坐標系或地力獨立坐標系下的坐標，這需要進行坐標系之間的轉(zhuǎn)換，即點校正。點校正可以通過兩種方式進行。(1)在已知轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果有當?shù)刈鴺讼到y(tǒng)與W CS84坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換七參數(shù)，則可以在測量控制器中直接輸入，建立坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系。如果上作是在國家大地坐標系統(tǒng)下進行，而且知道橢球參數(shù)和投影方式以及基準點坐標，則可以直接定義坐標系統(tǒng)，建議在RTK測量中最好加入1-2個點校正，避

8、免投影變形過大，提高數(shù)據(jù)可靠性。(2)在不知道轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果在局域坐標系統(tǒng)中工作或任何坐標系統(tǒng)進行測量和放樣工作，可以直接采用點校正方式建立坐標轉(zhuǎn)換方式，平面至少3個點，如果進行高程擬合則至少要有4個水準點參與點校正。4、流動站開始測量(1)單點測量：在主菜單上選擇“測量”圖標打開，測量方式選擇“RTK”,再選擇“測量點”選項，即可進行單點測量。注意要在“固定解”狀態(tài)下，才開始測量。單點測量觀測時間的長短與跟蹤的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星圖形精度、觀測精度要求等有關(guān)。當“存儲”功能鍵出現(xiàn)時，若滿足要求則按“存儲”鍵保存觀測值，否則按“取消”放棄觀測。(2)放樣測量：在進行放樣之前，根據(jù)需要“鍵入”

9、放樣的點、直線、曲線、DTM道路等各項放樣數(shù)據(jù)。當初始化完成后，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)。 在作業(yè)時，在手薄控制器上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。當流動站距離放樣點就距離小于設(shè)定值時，手薄上顯示同心圓和十字絲分別表示放樣點位置和天線中心位置。當流動站天線整平后，十字絲與同心圓圓心重合時，這時可以按“測量”鍵對該放樣點進行實測，并保存觀測值。2.2 本章小結(jié)    通過本章的論述我們了解了RTK的基本原理、系統(tǒng)組成及工作條件。RTK的誤差來源有很多種，

10、知道了它們的來源，對于我們采取一定的措施保證RTK的測量精度，提供了理論依據(jù)。RTK的技術(shù)特點是RTK優(yōu)于其他測量技術(shù)的概括。雖然RTK的系統(tǒng)是測量的最新成果，但它應(yīng)有不足之處。了解了RTK的局限性，使我們知道了對于一些測量RTK也是受到限制的。RTK的作業(yè)過程是使用RTK的基本步驟，也是今后使用RTK所必須進行的操作，通過對作業(yè)過程的敘述，使我們初步掌握了RTK的使用方法。  第3章 利用RTK進行點放樣和曲線放樣3.1 利用RTK進行點放樣建筑物的形狀和大小是通過其特征點在實地上表示出來的。如建筑物的中心、四個角點、轉(zhuǎn)折點等。因此點放樣是建筑物和構(gòu)筑物放樣的基礎(chǔ)。用RT

11、K進行點位放樣同傳統(tǒng)放樣一樣，需要兩個以上的控制點，但不同的是傳統(tǒng)的方法是通過距離或方向來放樣定點，或用全站儀用兩點定向后放樣定點，而RTK是用23個控制點進行點校正，就可在無光學(xué)通視（電磁波通視）的條件下進行點位的放樣，這是傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的。3.1.1 點放樣工程實例1、測前準備：獲取23個控制點的坐標（如果沒有已知數(shù)據(jù)可用靜態(tài)GPS先進行控制測量），解算或用相關(guān)軟件求出放樣點的坐標，檢查儀器是否能正常使用。2、站的架設(shè)：將基準站架設(shè)在較空曠的地方（附近無高大建筑物或高壓電線等）架設(shè)完后安裝電臺，連接好儀器后開啟基準站主機，打開電臺并設(shè)置頻率。3、建立新工程：開啟移動站主機，待衛(wèi)星信號穩(wěn)定

12、并達到5顆以上衛(wèi)星時，先連接藍牙，連接成功后設(shè)置相關(guān)參數(shù)：工程名稱、橢球系名稱、投影參數(shù)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。4、輸入放樣點：打開坐標庫，在此我們可以輸入編輯放樣點，也可以事先編輯好放樣點文件，點擊打開放樣點文件，軟件會提示我們是對坐標庫進行覆蓋或是追加。5、測量校正：測量校正有兩種方法：控制點坐標求校正參數(shù)和利用點校正。    第一中方法,利用控制點坐標庫(即計算校正參數(shù)的一個工具)的做法大致是這樣的:假設(shè)我們利用A,B這兩個已知點來求校正參數(shù)，那么我們必須記錄下A,B這兩個點的原始坐標(即移動站在Fixed的狀態(tài)下記錄的這

13、兩個點的坐標)，先在控制點坐標庫中輸入A點的已知坐標之后軟件會提示你輸入A點的原始坐標，然后再輸入B點的已知坐標和B點的原始坐標，這樣就計算出了校正參數(shù)。第二種方法，利用校正向?qū)Ｕ朔椒ㄓ址譃榛鶞收驹谝阎c校正和基準站在未知點的校正。我們這里只說明一下基準站架設(shè)在未知點的校正方法。   （1）利用一點進行校正：步驟依次為工具   校正向?qū)?#160;  基準站架設(shè)在未知點    輸入當前移動站的已知坐標    待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解   

14、60; 校正。 （2）利用兩點校正：步驟依次為工具   校正向?qū)?#160;  基準站架設(shè)在未知點    輸入當前移動站的已知坐標    待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解     下一步    將移動站移到下一個已知點      輸入當前移動站的已知坐標     待移動站對中整平后并出現(xiàn)固定解    

15、 校正。   （3）利用三點校正：與利用兩點校正相同，只是多增加了一個已知點，多重復(fù)了一遍。6、 放樣點：選擇測量     點放樣，進入放樣屏幕，點擊打開按鈕目，打開坐標管理庫，在這里可以打開事先編輯好的放樣文件，選擇放樣點，也可以點擊“增加”輸入放樣點坐標。本次工程點的設(shè)計坐標值見表3.1。表3.1 點放樣設(shè)計坐標點號XY1207855.346300511.6432207859.553300520.7153207863.760300529.7874207867.967300538.8595207872.174300547.93062

16、07876.381300557.0027207880.588300566.0748207884.796300575.1469207889.003300584.21810207893.210300593.290       3.1.2 點放樣的精度分析放樣完畢后，為了檢驗用RTK放樣點的精度。我們制定如下方案：用萊卡TC405對放樣點進行精確測量（由于測量的目的是檢驗RTK的點放樣精度，所以依然使用RTK所用來校正的基準點作為控制點進行定向，這樣可以減少誤差的疊加，并將全站儀的測量誤差忽略不計，即將全站儀的測量結(jié)果看作真值，與

17、點的設(shè)計坐標值進行比較）。點的設(shè)計坐標值用X，Y表示，全站儀實際測量值用X'，Y'表示，詳細數(shù)據(jù)見表3.2。1         表3.2 點放樣設(shè)計值與檢驗值比較 點號X(m)Y(m)X'(m)Y'(m)     X(cm)     Y(cm)點位誤差(cm)1207855.346300511.643207855.332300511.6731.4-33.32207859.553300520.715207859.5613