【摘要】本文介紹了GPS技術(shù)在加蓬FM項目中的應(yīng)用，同時顧及到所用投影面的不同，成功解決了復(fù)核導(dǎo)線時因儀器不同造成的坐標不一致問題。

【關(guān)鍵詞】RTK 控制測量 投影面

一.引言

RTK（Real-time kinematic）：是以載波相位觀測值為依據(jù)的實時動態(tài)差分GPS技術(shù)。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK則能夠在野外實時得到厘米級的定位精度。利用兩臺或兩臺以上GPS接收機同時接收衛(wèi)星信號，其中一臺作為基準站，其他作為移動站。在RTK作業(yè)模式下基準站移動站保持同時跟蹤至少5顆以上衛(wèi)星，基準站不斷地對可見衛(wèi)星進行觀測，并把帶有已知點位置的數(shù)據(jù)，借助電臺將其發(fā)送給移動站接收機，移動站接收機將自己采集的GPS觀測值數(shù)據(jù)和來自基準站的數(shù)據(jù)，組成差分觀測值進行實時處理，求得三維坐標。一般作業(yè)半徑有2-3公里。RTK技術(shù)受外界條件限制小，不需點間通視，無天氣限制，置信度可以達到99.9%，大大減輕測量作業(yè)的勞動強度和成本，并提高作業(yè)效率，因此，在工程測量中應(yīng)用極其廣泛。

二.GPS-RTK在加蓬FM項目中應(yīng)用

加蓬FM項目全長118.9公里，施工控制網(wǎng)為業(yè)主所給定的GTM坐標，GPS投影參數(shù)設(shè)置為：中央經(jīng)度12度，北方向偏移500公里，東方向偏移500公里，比例參數(shù)0.9996。這樣投影轉(zhuǎn)換的坐標為橫軸墨卡托投影的平面直角坐標，經(jīng)過我們使用靜態(tài)GPS復(fù)核無誤。FM項目前期測量就是以此為基礎(chǔ)，采用RTK技術(shù)對全線原地面數(shù)據(jù)進行采集，僅用四十天就將原地面數(shù)據(jù)采集完畢，為設(shè)計部門盡早出圖創(chuàng)造了條件。

本工程中RTK基站使用功率放大器，作業(yè)半徑可達10公里。使用RTK進行導(dǎo)線加密的流程是選取空曠且GPS天線平面15度傾角以上無大片障礙物阻擋衛(wèi)星信號的地點安置一臺接收機作為參考基站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，移動站選取測區(qū)兩側(cè)及中間共4個已知GTM控制點進行點校正，解算出基站在GTM坐標系下的平面坐標，建站后進行控制點測量。測量手簿與移動站通過藍牙連接，根據(jù)相對定位的原理實時計算顯示出移動站的三維坐標和測量精度。通過實時計算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測基準站與移動站觀測成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，實時地判定解算結(jié)果是否成功（即手簿顯示解值為固定解）。

三.GPS-RTK在加蓬FM項目中出現(xiàn)的問題及解決方法

在使用RTK做完導(dǎo)線加密后使用全站儀進行校核時發(fā)現(xiàn)，全站儀實際測量出來的長度與坐標反算計算的長度不符，導(dǎo)線邊越長偏差值越大。

我們選取4公里左右的線路對控制點進行附合導(dǎo)線測量，兩邊各取兩個GPS點做導(dǎo)線起訖邊。但是平差后的成果全站儀現(xiàn)場均不能使用，放樣中樁坐標顯示與設(shè)計線型偏差很大。

經(jīng)過分析認為，橫軸墨卡托投影面與全站儀使用的投影面不是同一個投影面。GPS投影面為大地水準面，大地水準面是測繪工作中假想的包圍全球的平靜海洋面，與全球多年平均海水面重合，形狀接近一個旋轉(zhuǎn)橢球體，是地面高程的起算面。大地水準面是由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面。是一個假想的、與靜止海水面相重合的重力等位面，以及這個面向大陸底部的延伸面。即物體沿該面運動時，重力不做功（如水在這個面上是不會流動的）。

用該坐標反算的邊長和角度也是墨卡托投影面上的水平距離和水平角。而相反在全站儀高程面上所進行的施工控制網(wǎng)測量， 其觀測結(jié)果是在本工程建設(shè)地區(qū)所處平均高程面（即地球表面）上的直線及兩直線所夾的角度。導(dǎo)線的平差主要是將角度誤差值按邊長平均分配到各個控制點上，但是兩個投影面投影不同產(chǎn)生的邊長差值，并不是誤差，所以不能通過平差消除。由于施工圖紙是基于墨卡托投影面的數(shù)據(jù)進行設(shè)計，為了保證施工與設(shè)計成果相吻合，就要對全站儀高程面進行投影改正。

為了計算出投影改正的參數(shù)，并保證其精度可靠，選取若干控制點，使用GPS進行靜態(tài)測量，每個控制點測量2個時段。經(jīng)過后處理解算出成果，這樣坐標反算出來的長度D接近墨卡托投影面真實值?，F(xiàn)場使用全站儀精測以上選取的控制點之間的距離D1，多次測量取平均值。然后D/D1的值就是兩個投影面的比例參數(shù)。然后在全站儀的儀器設(shè)置里將比例參數(shù)改為該數(shù)值，即可使用。本工程計算出的比例參數(shù)為0.9997920?，F(xiàn)場全站儀使用GPS測量成果放樣中樁與RTK放樣比較，偏差在2cm之內(nèi)，完全符合施工需要。

四.結(jié)束語

采用RTK進行控制測量，能夠?qū)崟r知道定位精度，其測量結(jié)果的誤差隨機分布，所以各個成果間不存在誤差累計的問題，實時測量的每個成果均能保持精度的一致性。但是由于RTK測量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳遞的信息，基準站與流動站通訊來確定地面點的三維坐標，接收信號的好壞對三維坐標精度影響較大。而且作業(yè)中要考慮基準站的位置設(shè)置，減少信號干擾影響，并采用腳架或者支架以防對中桿晃動大對結(jié)果造成較大偏差。GPS在本工程中的應(yīng)用大大節(jié)省了測量時間，成為工程建設(shè)中不可或缺的重要設(shè)備。

參考文獻

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作者簡介：趙群，男，1980年11月出生，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師。