淺談使用GPS-RTK苗木定點(diǎn)弧線放樣方法

淺談使用GPS-RTK苗木定點(diǎn)弧線放樣方法摘要：當(dāng)代工程測量中GPS-RTK應(yīng)用廣泛，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠進(jìn)行實(shí)時定位，而且得到精度較高定位的定位成果。本文具體介紹了GPS-RTK的原理以及在雄安園林項目大規(guī)模，緊工期下的復(fù)雜地理信息情況下的碎部測量與放樣，結(jié)合具體園林工程的放樣方法展示此方法的優(yōu)勢與不足。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；苗木放樣；碎部測量；工程測量

引言：

RTK(Real

Time

Kinematic)實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)是一項以載波相位觀測為基礎(chǔ)的差分GPS-RTK測量技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠進(jìn)行實(shí)時定位，而且得到精度較高定位的定位成果，可以進(jìn)行高質(zhì)量內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)處理，設(shè)備間無需通視，用途廣泛等特點(diǎn)。對在小范圍工程測量中技術(shù)的推廣，提高作業(yè)效率，有著重要的意義。

由于施工范圍廣闊，采用GPS定位的方法建立工程控制網(wǎng)以及使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行碎步測量，具有加快解決面對復(fù)雜的地理信息時的施工速度，具有點(diǎn)位選擇限制少,作業(yè)時間短，成果精度高，工程費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

1工程概況

圖1-1

項目位于雄縣縣城以北4公里處，占地面積約11624畝，場地內(nèi)部地形平坦，均為村莊、

現(xiàn)有林與耕地，項目用地共涉及12個村莊，為西河營、東河營、許村、東照村、孟莊村、孫各莊、陳莊、付家營、皮家營、南劉莊、北大陽、佐各莊。10萬畝苗景兼用林占地面積約11624畝，總造林面積約10536畝，實(shí)際栽植面積5263畝。苗木原設(shè)計總量92.09萬株，核減后為70.82萬株（核減排除燃?xì)夤艿馈⒛纤闭{(diào)渠道、現(xiàn)有道路、現(xiàn)有排水溝、現(xiàn)有林、電線桿、灌溉水井、電塔、房屋及構(gòu)筑物、坑塘等障礙物對種植的影響）具有作業(yè)范圍大，障礙物眾多等的難點(diǎn)。

2GPS定位放樣

2.1構(gòu)成

GPS主要由空間衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控站及用戶設(shè)備三部分構(gòu)成。

(1)GPS空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)，軌道平面的傾角為55。衛(wèi)星的平均高度為20200km，運(yùn)行周期為11h58min。衛(wèi)星用L波段的兩個無線電載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信號，導(dǎo)航定位信號中含有衛(wèi)星的位置信息，使衛(wèi)星成為一個動態(tài)的已知點(diǎn)。在地球的任何地點(diǎn)、任何時刻在高度角150。以上，平均可同時觀測到6顆衛(wèi)星，最多可達(dá)到9顆。

(2)GPS地面監(jiān)控站主要由分布在全球的一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站組成。主控站根據(jù)各監(jiān)測站對GPS衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，計算各衛(wèi)星的軌道參數(shù)、鐘差參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)編制成導(dǎo)航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來的導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲器中。

(3)GPS用戶設(shè)備由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及其終端設(shè)備(如計算機(jī))等組成。GPS接收機(jī)可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，跟蹤衛(wèi)星的運(yùn)行，并對信號進(jìn)行交換、放大和處理，再通過計算機(jī)和相應(yīng)軟件，經(jīng)基線解算、網(wǎng)平差，求出GPS接收機(jī)中心(測站點(diǎn))的三維坐標(biāo)。

2.2GPS測量的特點(diǎn)

相對于常規(guī)測量來說，GPS測量主要有以下特點(diǎn):①測量精度高。GPS觀測的精度明顯高于一般常規(guī)測量，在小于50km的基線上,其相對定位精度可達(dá)1×10-6;在大于1000km的基線上可達(dá)1×10-8。②測站間無需通視。GPS測量不需要測站間相互通視，可根據(jù)實(shí)際需要確定點(diǎn)位，使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。③觀測時間短。隨著GPS測量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，在進(jìn)行GPS測量時，靜態(tài)相對定位每站僅需20min左右，動態(tài)相對定位僅需幾秒鐘。④儀器操作簡便。目前GPS接收機(jī)自動化程度越來越高，操作智能化，觀測人員只需對中、整平、量取天線高及開機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)即可進(jìn)行自動觀測。⑤全天候作業(yè)。GPS-RTK衛(wèi)星數(shù)目多，且分布均勻，可保證在任何時間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測，一般不受天氣狀況的影響。⑥提供三維坐標(biāo)。GPS測量可同時精確測定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測量的要求。

2.3

(Real

Time

Kinematic)實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)

RTK技術(shù)是一項以載波相位觀測為基礎(chǔ)的差分GPS測量技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠進(jìn)行實(shí)時定位，而且得到精度較高定位的定位成果，可以進(jìn)行高質(zhì)量內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)處理，設(shè)備間無需通視，用途廣泛等特點(diǎn)。在小區(qū)域內(nèi)測量首先要進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解，轉(zhuǎn)換參數(shù)的質(zhì)量好壞將會嚴(yán)重影響的測量精度。使用中應(yīng)以優(yōu)化的轉(zhuǎn)換參數(shù)，提高定位精度，得到技術(shù)的定位精度能夠達(dá)到小范圍工程測量的精度要求，對在小范圍工程測量中技術(shù)的推廣，提高作業(yè)效率，有著重要的意義。

3GPS-RTK在苗木測量放樣中的應(yīng)用

3.1苗木放樣方法

測量員使用軟件提前將測量數(shù)據(jù)整理好，每天對區(qū)域內(nèi)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，保證測量精度。①同一弧線同一樹種測量工作：按弧線起點(diǎn)到終點(diǎn)將每棵樹木坐標(biāo)按順序數(shù)據(jù)整理好，從起點(diǎn)放樣到終點(diǎn)并做好標(biāo)記，在進(jìn)行第二根弧線放樣，依次進(jìn)行將樹木位置放樣出來。如圖所示，用內(nèi)業(yè)軟件南方cass提取點(diǎn)位坐標(biāo)。先將弧線兩端1、2、3點(diǎn)和4、5、6點(diǎn)放出，緊接著按20米的間距提取7、8、9、10放出坐標(biāo)②同一弧線不同樹種測量工作：將弧線上的同一類樹種坐標(biāo)分別整理出來，先放樣一類樹種并做好標(biāo)記再進(jìn)行另一個類樹種放樣，依次進(jìn)行將弧線上樹種放完。③實(shí)地有障礙物的測量工作：放樣過程中遇到有障礙物的，先將不能放樣的樹木坐標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計出來，以備放線數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及后續(xù)放線工作的需要。④生態(tài)林測量工作:根據(jù)設(shè)計圖紙對生態(tài)林小斑的范圍線坐標(biāo)依次整理,將范圍線坐標(biāo)逐一放樣,對于相鄰點(diǎn)位距離較遠(yuǎn)的應(yīng)進(jìn)行加密放樣。

圖3-1

3.2不足

在一般地區(qū)，GPS-RTK技術(shù)在地籍測量中的優(yōu)勢明顯，但在碎部測量中的應(yīng)用存在著一定的局限性：GPS-RTK技術(shù)的局限性主要源于GPS-RTK系統(tǒng)，GPS-RTK所接受的衛(wèi)星無線電信號頻率高、功率低，不易穿透阻擋在衛(wèi)星和GPS-RTK接收機(jī)之間的障礙物，位于GPS-RTK接收機(jī)與衛(wèi)星之間路徑上的物體都會對系統(tǒng)的操作產(chǎn)生有害影響，甚至造成測量結(jié)果無法滿足精度要求。街道兩旁樹木密集，都會影響GPS-RTK接收衛(wèi)星信號。同時，碎步測量可能需要在高壓線、強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場等強(qiáng)干擾源區(qū)域施測，導(dǎo)致測量結(jié)果無法達(dá)到精度要求，甚至錯誤結(jié)果。

結(jié)語

GPS-RTK技術(shù)具有精度高、觀測時間短、測站間不需要通視和全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，使得三維坐標(biāo)的測定變得簡單，通過使用GPS-RTK可以大大加快工作效率和提高苗木放樣精度。在雄安新區(qū)大規(guī)模緊工期的造林過程中GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用顯得尤為重要。同時GPS-RTK技術(shù)也有一些缺點(diǎn)。但隨著科學(xué)的發(fā)展，改善RTK技術(shù)中的不足，在未來GPS-RTK技術(shù)將具有更廣闊的應(yīng)用前景。

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