王攀

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.067

摘 要：隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，一些位于地面的測(cè)量控制點(diǎn)常因遭到破壞而影響工程測(cè)量的正常進(jìn)行，如何快速精確地提供控制點(diǎn)直接關(guān)系著測(cè)量工作的進(jìn)度和效率。該文以城市測(cè)量質(zhì)量控制為研究對(duì)象，以北京某項(xiàng)目為背景，探討了城市測(cè)量中RTK技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而分析了影響RTK測(cè)量精度因素，在此基礎(chǔ)上，提出了質(zhì)量控制思路，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量 質(zhì)量控制 城市 RTK

中圖分類號(hào)：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）12（c）-0067-02

1 RTK在城市測(cè)量中應(yīng)用的可行性

1.1 控制則量

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，一些位于地面的測(cè)量控制點(diǎn)常因遭到破壞而影響工程測(cè)量的正常進(jìn)行，如何快速精確地提供控制點(diǎn)直接關(guān)系著測(cè)量工作的進(jìn)度和效率。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻。GPS靜態(tài)測(cè)量，點(diǎn)間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)則能實(shí)時(shí)知道外業(yè)定位結(jié)果與定位精度，在作業(yè)效率上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在精度上也可以通過試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

此次試驗(yàn)選取了北京測(cè)繪院在北京舊宮鎮(zhèn)的二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)中的一段，如圖1所示。RTK作業(yè)使用的儀器是南方測(cè)繪公司的靈銳S82 RTK接收機(jī)兩臺(tái)，電臺(tái)功率為25 W，標(biāo)稱平面精度1 cm+1 pp m，高程精度2 cm+1 ppm。于2007年10月19、20日用RTK測(cè)量導(dǎo)線網(wǎng)中的各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，然后與已知坐標(biāo)進(jìn)行比較，驗(yàn)證RTK控制測(cè)量的精度。

由計(jì)算的各點(diǎn)位誤差和高程的中誤差看，RTK測(cè)量成果的平面中誤差和高程中誤差均未超過5 cm，這說(shuō)明RTK技術(shù)能滿足《城市測(cè)量規(guī)范》CJJS-99中最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差（相對(duì)于起算點(diǎn)）不大于±5 cm的要求。其中第3、8、9、10四個(gè)點(diǎn)的誤差較大，是因?yàn)檫@4個(gè)點(diǎn)的一側(cè)有高樓遮擋影響衛(wèi)星和基站的傳輸信號(hào)，但是通過對(duì)這4個(gè)點(diǎn)的重測(cè)檢核，發(fā)現(xiàn)重測(cè)得到的坐標(biāo)跟第1次測(cè)得坐標(biāo)較差很小，都在3 cm之內(nèi)，在實(shí)測(cè)時(shí)，應(yīng)取兩次坐標(biāo)的平均值作為最終成果。

1.2 地形測(cè)量

現(xiàn)在的地形測(cè)量普遍使用全站儀，但是全站儀測(cè)量作業(yè)時(shí)需要布網(wǎng)控制且點(diǎn)間要求通視，遇到視線遮擋使得個(gè)別點(diǎn)數(shù)據(jù)需要多次搬站才能采集，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低，且由于多次搬站誤差累積使得精度難以保證。RTK技術(shù)測(cè)量時(shí)無(wú)需進(jìn)行布網(wǎng)施測(cè)，不要求點(diǎn)間通視，誤差不傳播、不累積，并且在外業(yè)測(cè)量中，能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果和定位精度，而且RTK可以全天候地連續(xù)觀測(cè)。但是用RTK采集數(shù)據(jù)，受衛(wèi)星狀況、天空及周邊環(huán)境、數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)扔绊?，許多地方數(shù)據(jù)難以采集。如果用RTK與全站儀聯(lián)合測(cè)圖，全站儀和RTK就可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，即在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，空曠地區(qū)的地形、地物用RTK測(cè)之；村莊、城區(qū)內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物用RTK實(shí)時(shí)給出圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后用全站儀測(cè)之。這樣可以大大加快測(cè)量速度，提高工作效率，而它的精度在上述控制測(cè)量中已經(jīng)證明。

2 影響RTK測(cè)量精度的因素及其質(zhì)量控制

2.1 影響RTK測(cè)量精度的因素

在正確設(shè)置基準(zhǔn)站和流動(dòng)站后，影響RTK測(cè)量精度的主要因素有以下幾方面。

（l）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是區(qū)域性的，受已知點(diǎn)分布和精度、數(shù)學(xué)模型的精度及基準(zhǔn)系統(tǒng)本身精度的影響。轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度將直接影響RTK測(cè)量成果的精度。（2）基準(zhǔn)站的坐標(biāo)精度與信號(hào)質(zhì)量。RTK的工作模式是基準(zhǔn)站接收機(jī)借助電臺(tái)將觀測(cè)到的三維坐標(biāo)發(fā)送給流動(dòng)站接收機(jī)，流動(dòng)站接收機(jī)通過數(shù)據(jù)鏈接收基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，同時(shí)采集GPS數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，求得流動(dòng)站三維坐標(biāo)。因此基準(zhǔn)站的坐標(biāo)精度和信號(hào)質(zhì)量直接影響流動(dòng)站的精度。（3）作業(yè)環(huán)境。環(huán)境對(duì)RTK影響的因素主要有地形、基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的障礙物、多路徑誤差、電波干擾、信號(hào)反射等，因此選擇已知點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站及布設(shè)控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮到上述因素，遠(yuǎn)離電視發(fā)射塔、微波中轉(zhuǎn)站、變電站、高壓輸電線、高大樓房，衛(wèi)星高度角應(yīng)大于10°，避開大面積水面和大幅金屬面場(chǎng)館及成片的障礙物，防止電磁干擾、多路徑效應(yīng)及GPS信號(hào)被遮擋和反射。（4）觀測(cè)時(shí)段。RTK測(cè)量受接收衛(wèi)星的數(shù)量狀態(tài)及衛(wèi)星的分布狀況影響。因此觀測(cè)前應(yīng)查看衛(wèi)星星歷預(yù)報(bào)圖，選擇幾何圖形強(qiáng)度GDOP<6.0，以及可見衛(wèi)星數(shù)≥5的觀測(cè)時(shí)段作業(yè)。（5）流動(dòng)站與基準(zhǔn)站兩點(diǎn)之間的距離。由于電臺(tái)功率以及數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量的原因，限制了RTK作業(yè)的有效距離，控制好流動(dòng)站與基準(zhǔn)站兩點(diǎn)之間的距離，可提高RTK的測(cè)量精度。

2.2 RTK測(cè)量精度的質(zhì)量控制

在野外施工中，衛(wèi)星狀態(tài)、多路徑效應(yīng)、電磁波干擾、對(duì)流層或電離層折射等方面的因素，影響著RTK測(cè)量的精度，甚至導(dǎo)致RTK測(cè)量假值的出現(xiàn)，導(dǎo)致測(cè)量成果不可靠，但是由于RTK測(cè)量缺少檢核條件，使得RTK假值不容易被發(fā)現(xiàn)，這就需要測(cè)量時(shí)對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行質(zhì)量控制。

（1）直接查看觀測(cè)手簿上的收斂值判斷觀測(cè)質(zhì)量。目前大多數(shù)RTK儀器都已采用OTF方法計(jì)算整周模糊度，大大縮短了解算時(shí)間。因此，在無(wú)干擾的測(cè)區(qū)，儀器鎖定衛(wèi)星在5顆以上時(shí)，5 s內(nèi)RTK測(cè)量即獲得固定解，手簿顯示的收斂值HRMS合VRMS一般在2 cm以內(nèi)。此時(shí)的收斂值真實(shí)地反映r大線中心測(cè)量的內(nèi)符合精度。若RTK測(cè)量60 s以上才得到固定解，此時(shí)的收斂值可能存在假值，需要進(jìn)一步確認(rèn)。（2）已知點(diǎn)檢核。在測(cè)量過程中將已知點(diǎn)納入到測(cè)量鏈中的方式進(jìn)行檢核，這是最可靠的檢核方法，也是一種十分有效的方法，可在任何情況下時(shí)使用。（3）重測(cè)比較。每次初始化成功后，或測(cè)量2～4 h左右應(yīng)重測(cè)1～2個(gè)已測(cè)過的RTK點(diǎn)，以此來(lái)檢查測(cè)量成果的質(zhì)量狀況。重測(cè)結(jié)果點(diǎn)位及高程較差應(yīng)在5 cm以內(nèi)，最終成果取平均值。（4）雙基站檢測(cè)。在測(cè)區(qū)內(nèi)同時(shí)建立兩個(gè)或兩個(gè)以上基準(zhǔn)站，每個(gè)基準(zhǔn)站采用不同的頻率，流動(dòng)站通過切換頻率接收不同基準(zhǔn)站的改正數(shù)據(jù)，從而得到兩個(gè)或以上解算結(jié)果，比較這些結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)其質(zhì)量狀況，解算結(jié)果點(diǎn)位及高程較差應(yīng)在5 cm以內(nèi)，最終成果取平均值。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，RTK技術(shù)完全可用于城市控制和地形測(cè)量，它的應(yīng)用不需逐級(jí)布網(wǎng)控制，可直接施測(cè)控制點(diǎn)、圖根點(diǎn)或碎步點(diǎn)；測(cè)量的點(diǎn)位誤差相互不傳遞，不積累，點(diǎn)位誤差均勻，定位結(jié)果和精度能實(shí)時(shí)顯示，避免了因誤差超限而重復(fù)勞動(dòng)作業(yè)。RTK作業(yè)時(shí)一個(gè)測(cè)區(qū)只需先布設(shè)基準(zhǔn)站點(diǎn)，其作用距離最好控制在6 km以內(nèi)；基準(zhǔn)點(diǎn)選擇要避免障礙物、電波干擾和信號(hào)反射；高精度的求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)化參數(shù)、選擇較好的觀測(cè)時(shí)段，控制好流動(dòng)站與基準(zhǔn)站兩點(diǎn)之間的距離，可提高RTK測(cè)量精度。采用將已知點(diǎn)納入到測(cè)量鏈檢核、同一個(gè)點(diǎn)安排不同的觀測(cè)時(shí)間段重測(cè)比較、在兩個(gè)或多個(gè)已知點(diǎn)上設(shè)基準(zhǔn)站，流動(dòng)站對(duì)同一點(diǎn)觀測(cè)，取其平均值作為最終成果的方法，確保測(cè)量成果的可靠性，以及提高測(cè)量精度。

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