黃良 饒燁

1 概述

隨著測繪技術的發(fā)展,GPS測量技術的應用更加廣泛,從常規(guī)的靜態(tài)(快速靜態(tài))測量在高等級控制網(wǎng)到采用RTK技術應用于工程測量領域。但如何代替常規(guī)導線施測一級導線點,一直是一個有爭議的問題。本文結合某測區(qū)采用靜態(tài)GPS和RTK測量技術施測一級導線點的結果對比,認為通過采取一定的觀測措施,采用RTK測量技術施測一級導線點,其結果完全可以滿足城市測量規(guī)范中一級導線的精度要求,與傳統(tǒng)導線測量相比能夠極大提高工作效率。

2 RTK測量原理

RTK技術是建立在實時處理兩個測站的載波相位基礎上的,基準站通過數(shù)據(jù)鏈實時將采集的載波相位觀測量及測站坐標信息一同發(fā)送給流動站,流動站在接收GPS衛(wèi)星載波相位的同時,接收來自基準站的載波位置信息,并組成相位差分觀測值進行實時處理,實時給出厘米級的定位結果。

3 RTK測量技術施測一級導線點

在已知點設置GPS接收機作為基準站,輸入基準站坐標和轉換參數(shù)等信息,啟動基準站,其他GPS接收機作為流動站架設在若干待測點上,輸入和基準站一樣的轉換參數(shù)等數(shù)據(jù),開始RTK測量。流動站接收到來自基準站一樣的轉換參數(shù)等數(shù)據(jù),開始RTK測量。流動站接收到來自基準站和GPS衛(wèi)星的信息后,流動站自動求解整周模糊度進行初始化,初始化成功后可實時求解出流動站的厘米級坐標。

4 坐標轉換參數(shù)的解算

GPS衛(wèi)星觀測采用的坐標系統(tǒng)為世界大地坐標系(WGS-84),而城市測量一般采用地方平面直角坐標系,需要求解兩套坐標系統(tǒng)的轉換參數(shù)。解算坐標轉換參數(shù)的方法有兩種:第一種是若測區(qū)已進行過靜態(tài)GPS測量,可以直接將控制點的WGS-84坐標和地方坐標直接輸入RTK手簿求解轉換參數(shù)。第二種方法是流動站逐一到各個已知點上先采集WGS-84坐標,再輸入對應的地方坐標,通過點校正擬合出轉換參數(shù)。本測區(qū)我院剛布設過靜態(tài)GPS測量,故此采用第一種辦法直接求解轉換參數(shù)。

本測區(qū)共布設了20個靜態(tài)GPS點,從中選擇分布均勻的12個點作為求解參數(shù)使用,其余8個點作為檢校點位精度使用。

5 RTK測量技術要求

為保證RTK作業(yè)精度,提高成果可靠性,在作業(yè)過程中注意了以下幾個方面:

1)基準站位置選擇。用電臺進行數(shù)據(jù)傳輸時,基準站應選在測區(qū)相對較高的位置,用移動通信進行數(shù)據(jù)傳輸時,基準站必須選擇在測區(qū)移動通信信號接收良好的位置。

2)流動站技術要求。RTK流動站觀測時應采用三角架或強制對中桿,確保定位瞬間處于水平靜止狀態(tài),每次觀測歷元數(shù)不小于15個,采樣間隔為1 s,有效觀測衛(wèi)星數(shù)不少于5個,PDOP值不大于6。

3)數(shù)據(jù)采集技術要求。每個流動站要求初始化二次觀測,水平殘差和垂直殘差小于2 cm,取兩次中數(shù)作為最終結果。

6 RTK測量精度分析

1)檢查測區(qū)內參與坐標參數(shù)轉換的控制點殘差。水平殘差值在 0.004～0.015之間,垂直殘差值在 0.01～0.021之間,表明坐標轉換參數(shù)擬合精度較高。8個未參與求參的已知點坐標與RTK測量坐標相比,最大誤差Δx=0.017 m,Δy=0.012 m,精度良好。

2)采用不同測量手段取得的坐標比較。為分析RTK測量點的真實精度,本測區(qū)隨機抽取了24個RTK點采用靜態(tài)GPS觀測組成靜態(tài)GPS網(wǎng),坐標平差結果和RTK成果比較,最大誤差Δx=0.019 m,Δy=0.016 m,大部分點位誤差在1 cm 內。

3)RTK高程與四等水準高程比較。為分析RTK測量點的高程精度,本測區(qū)隨機布設了四條四等水準附合線路,共聯(lián)測RTK測量點52個,其高程互差呈現(xiàn)偶然性,最大偏差0.024 m,最小為0.007 m。

4)分析結果。從以上數(shù)據(jù)可以看出,RTK測量點的平面坐標精度完全可以滿足一級導線點的精度要求,高程精度只要高程點分布均勻,密度適中,可以達到四等水準的精度要求。

7 結語

RTK技術施測一級導線與傳統(tǒng)導線方式、GPS靜態(tài)測量方式相比,作業(yè)效率高,精度符合要求。只要在作業(yè)過程中采取有效措施,嚴格按操作規(guī)程作業(yè),加強成果復檢,完全可以替代常規(guī)導線或靜態(tài)GPS方式施測一級導線點。

[1]周忠漠.GPS衛(wèi)星測量原理與應用[M].北京:測繪出版社,2000.

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