于久申 薛慶榮 姚興雙 鄭富春

(東方地球物理公司裝備事業(yè)部華北作業(yè)部 河北任丘)

RTK測(cè)量成果檢驗(yàn)時(shí)效性的探討

于久申 薛慶榮 姚興雙 鄭富春

(東方地球物理公司裝備事業(yè)部華北作業(yè)部 河北任丘)

文章從RTK施工過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集、標(biāo)志位置和傳統(tǒng)控制措施等方面,分析了RTK施工中存在的粗差源及傳統(tǒng)檢核方式的局限性,并以Trimble儀器為例,探討了確認(rèn)初始化正確性的新方法和應(yīng)對(duì)措施。

RTK;檢核;粗差;極坐標(biāo)放樣法

0 引 言

目前RTK(Real Time Kinematic GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位)測(cè)量成果質(zhì)量檢驗(yàn)是以多余觀(guān)測(cè)(即復(fù)測(cè)點(diǎn))的數(shù)量和質(zhì)量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[1]。這種事后對(duì)比三分量較差的傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法,不能及時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量粗差(包括基準(zhǔn)站坐標(biāo)、天線(xiàn)高、流動(dòng)站施工參數(shù)、設(shè)計(jì)坐標(biāo)、初始化錯(cuò)誤等),具有局限性、滯后性,時(shí)效性不高。因此,有必要在常規(guī)檢驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上探討如何在野外現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)探測(cè)粗差,提高質(zhì)量判別的時(shí)效性,保證測(cè)量成果質(zhì)量。

1 RTK數(shù)據(jù)粗差源統(tǒng)計(jì)及傳統(tǒng)應(yīng)對(duì)措施

在RTK測(cè)量施工中,由于基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的粗差,會(huì)對(duì)物理點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程和標(biāo)志位置的造成影響,見(jiàn)表1。

表1 粗差對(duì)物理點(diǎn)的影響

2 基準(zhǔn)站和流動(dòng)站粗差探測(cè)

2.1 探測(cè)依據(jù)

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成,基準(zhǔn)站和流動(dòng)站對(duì)同一組衛(wèi)星進(jìn)行同步觀(guān)測(cè),流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí),通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)站坐標(biāo)信息(WGS -84坐標(biāo))及天線(xiàn)高量取和輸入信息,并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀(guān)測(cè)值進(jìn)行實(shí)施處理。同時(shí)給出測(cè)量成果。RTK測(cè)量流程如圖1所示。

2.2 基準(zhǔn)站粗差實(shí)時(shí)探測(cè)

在施工前,流動(dòng)站操作員攜帶本工區(qū)施工參數(shù)及基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)(包括WGS-84坐標(biāo)、BJ-54坐標(biāo)和WGS-84坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格坐標(biāo))。

圖1 RTK測(cè)量流程圖

2.2.1 利用流動(dòng)站檢查基準(zhǔn)站輸入的坐標(biāo)

從流動(dòng)站手簿中的“儀器”→“位置”→“基準(zhǔn)站”→“選項(xiàng)”→“WGS84”→“網(wǎng)格”中查看基準(zhǔn)站位置坐標(biāo),顯示值是操作員輸入的基準(zhǔn)站W(wǎng)GS-84坐標(biāo),用它與已知坐標(biāo)進(jìn)行核對(duì),判別基準(zhǔn)站W(wǎng)GS-84坐標(biāo)、轉(zhuǎn)換參數(shù)等的正確性。

2.2.2 利用流動(dòng)站檢查基準(zhǔn)站天線(xiàn)高

流動(dòng)站測(cè)量第一個(gè)點(diǎn)后,檢查數(shù)據(jù)文件中基準(zhǔn)站的天線(xiàn)高,聯(lián)系基準(zhǔn)站操作員取得天線(xiàn)高及量取方式,確認(rèn)基準(zhǔn)站天線(xiàn)高是否正確。

2.3 流動(dòng)站粗差實(shí)時(shí)探測(cè)

2.3.1 參數(shù)檢驗(yàn)

利用基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)探測(cè)流動(dòng)站的基準(zhǔn)與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)粗差,探測(cè)步驟為:“儀器”→“位置”→“基準(zhǔn)站”→“選項(xiàng)”→“格網(wǎng)”。與已知基準(zhǔn)站格網(wǎng)坐標(biāo)進(jìn)行核對(duì),確認(rèn)流動(dòng)站參數(shù)的正確性。

2.3.2 天線(xiàn)高檢驗(yàn)

在地表?xiàng)l件復(fù)雜的地區(qū),流動(dòng)站的天線(xiàn)要頻繁升高或降低,增加了天線(xiàn)高出錯(cuò)的概率。

解決辦法:在復(fù)雜地表區(qū)域逐點(diǎn)記錄天線(xiàn)高和高程突變點(diǎn)。專(zhuān)人負(fù)責(zé)天線(xiàn)高的記錄,并與操作員核對(duì)天線(xiàn)高。

2.3.3 設(shè)計(jì)坐標(biāo)錯(cuò)誤檢驗(yàn)

遵循“一次設(shè)計(jì)、一次上傳、多人核對(duì)”的原則?？梢园咽┕c(diǎn)按一定的數(shù)據(jù)格式分文件拷貝到手簿的DISKTRIMBLE DATA目錄下,施工時(shí)根據(jù)需要導(dǎo)入。

2.3.4 是否接收到其他的基準(zhǔn)站檢驗(yàn)

如今RTK設(shè)備運(yùn)用非常廣泛,在施工中經(jīng)常會(huì)接收到其它基準(zhǔn)站,如果設(shè)置不恰當(dāng),不經(jīng)意間就會(huì)誤用。為此在施工開(kāi)始前或重新初始化后要核對(duì)基準(zhǔn)站信息。設(shè)置基準(zhǔn)站的測(cè)站號(hào)、電臺(tái)通訊參數(shù),把流動(dòng)站、基準(zhǔn)站定義專(zhuān)用索引號(hào)。

3 初始化錯(cuò)誤探測(cè)[2]

儀器初始化錯(cuò)誤也是造成RTK測(cè)量粗差產(chǎn)生的主要原因。具有偶然性和隨機(jī)性,且很難用手簿中顯示的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行判別,下面探討如何實(shí)時(shí)探測(cè)初始化錯(cuò)誤的方法。

3.1 利用原測(cè)坐標(biāo)檢驗(yàn)初始化

如果手簿中有將要復(fù)測(cè)的點(diǎn)的原測(cè)坐標(biāo),可以直接進(jìn)入放樣模式檢查坐標(biāo)差來(lái)檢驗(yàn)初始化是否正確。

3.2 操作步驟

(1)在儀器初始化結(jié)束后,放樣某一物理點(diǎn)或檢核某一標(biāo)志點(diǎn),重新增加并設(shè)為目標(biāo)點(diǎn);

(2)把測(cè)量模式從網(wǎng)格模式改為極坐標(biāo)測(cè)量模式,在本測(cè)線(xiàn)上或已知方位的其他測(cè)線(xiàn)上選擇觀(guān)測(cè)條件良好的已測(cè)標(biāo)志上立桿(要求氣泡居中);

(3)查看儀器屏幕上顯示的距離和角度,來(lái)判斷有無(wú)粗差存在。

3.3 方法分析

設(shè)置Trimble儀器記錄半徑為0.1 m。儀器顯示的距離和方位與已知值比較在限差之內(nèi),證明初始化正確。儀器顯示的方位與已知值一致,但距離超過(guò)0. 6 m限差或角度差超限,證明初始化兩次測(cè)量中存在粗差,需重新初始化。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 粗差存在時(shí)對(duì)角度及距離影響情況

4 結(jié) 論

通過(guò)粗差探測(cè)方法可以最大限度地提高測(cè)量成果的可靠性,有效地減少成果中的粗差。通過(guò)流動(dòng)站來(lái)檢驗(yàn)基準(zhǔn)站,結(jié)束了基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)輸入和設(shè)置僅靠基準(zhǔn)站操作員自查的歷史。另外,用極坐標(biāo)法檢核能夠有效地發(fā)現(xiàn)Trimble儀器初始化錯(cuò)誤。

[1] 徐紹銓,張華海.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢:武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社,2001

[2] 李征航,黃勁松.GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社,2005

Yu Jiushen,Xue Qingrong,Yao Xingshuang and Zheng Fuchun.Discussion about timeliness and validity of RTK survey result.PI,2010,24(3):44～45

This paper analyses the blunder source of RTK survey and the localization of current repeated survey method from filed survey,location of geophysical points marks,and current quality control measure.It takes Trimble series instrument as an example and discusses the new method of making sure the validity of initialization.

RTK;check and repeated survey;blunder;polar coordinates staking out

P631.5+4

B

1004-9134(2010)03-0044-02

于久申,1966年出生,工程師,2001畢業(yè)于武漢大學(xué)工程測(cè)量專(zhuān)業(yè),現(xiàn)在東方地球物理公司裝備事業(yè)部華北作業(yè)部 ,從事石油物探測(cè)量的研究與應(yīng)用工作。郵編:062552

2010-01-06 編輯:梁保江)

·儀器設(shè)備·