徐凱 龔正軍 李文全 劉小芳
摘要:隨著中國(guó)社會(huì)主義社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快,城市規(guī)劃建設(shè)對(duì)高精度高便捷的測(cè)量手段的要求也在不斷提高,RTK( Real Time Kinematic)測(cè)量技術(shù)快速發(fā)展,為城市規(guī)劃建設(shè)提供了高精度的定位。RTK測(cè)量技術(shù)是—項(xiàng)重大突破,使傳統(tǒng)的測(cè)量方式有了嶄新的變化,因其精度高、實(shí)時(shí)性和高效性,RTK技術(shù)受到大家青睞,使其被大規(guī)模的應(yīng)用于城市測(cè)繪中。通過(guò)介紹其應(yīng)用,闡述存在的限制因素,提出一些對(duì)策。
關(guān)鍵詞:RTK技術(shù);城市規(guī)劃測(cè)量
一、RTK技術(shù)概述及其特點(diǎn)
RTK技術(shù),也叫做實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù),是Real Time Kinematic的簡(jiǎn)稱,運(yùn)用載波相位差分對(duì)觀測(cè)結(jié)果實(shí)施快速處理,把數(shù)據(jù)傳輸和測(cè)量技術(shù)貫穿使用的新興技術(shù),能夠做到實(shí)施精確的動(dòng)態(tài)定位,并且還具備三維立體定位的能力。
RTK的工作原理主要是:在測(cè)量與定位工作時(shí),把基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅鲃?dòng)站,并且流動(dòng)站還要接收與本次測(cè)量定位有關(guān)的GPS數(shù)據(jù),利用電子計(jì)算機(jī)將接收的數(shù)據(jù)形成差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理,將得到的結(jié)果有效傳送給使用者,全部流程能極快完成。
RTK系統(tǒng)一般由以下三部分組成:GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準(zhǔn)站的發(fā)射電臺(tái)與流動(dòng)站的接收電臺(tái)組成,它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。軟件系統(tǒng)具有能夠?qū)崟r(shí)解算出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)的功能。
RTK技術(shù)的特點(diǎn)。RTK在城市規(guī)劃測(cè)量中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)?shù)钠毡?,具有定位精確、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理能力高、平面及高程精度更精確、勘測(cè)范圍廣泛,不需要兩點(diǎn)間通視,只要兩點(diǎn)間滿足“電磁波通視”即可,與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比,降低了作業(yè)條件要求,提高了勘測(cè)人員的工作效率。
二、RTK技術(shù)在規(guī)劃測(cè)量中的運(yùn)用
規(guī)劃測(cè)量是不止承擔(dān)城市建設(shè)的使命,更是保證城鎮(zhèn)總體規(guī)劃正確實(shí)施的重要要素。RTK技術(shù)在城市規(guī)劃測(cè)量中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面:
(一)控制測(cè)量
為了滿足城市規(guī)劃測(cè)量,城市控制網(wǎng)要求控制面積大、精度高,但是城市控制網(wǎng)的導(dǎo)線大多在地面上,易損壞、精度不均勻、維護(hù)費(fèi)用高。為避免控制點(diǎn)損壞導(dǎo)致延緩測(cè)量進(jìn)度,應(yīng)用RTK技術(shù)快速精確提供控制點(diǎn)、實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果、迅速處理龐大數(shù)據(jù),保證工作效率。
(二)線路測(cè)量
RTK測(cè)量技術(shù)使用在市政道路中線或電力線中線放樣過(guò)程中,不需要投入大量人力。放線人員只要向RTK的外業(yè)控制器輸入線路相關(guān)的參數(shù),之后逐點(diǎn)放樣即可。比如說(shuō)已知線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、半徑和曲線轉(zhuǎn)角等線路參數(shù)時(shí),就可以直接輸入到RTK的手薄中進(jìn)行放樣。放樣的方式靈活,并可以隨時(shí)轉(zhuǎn)換。
(三)規(guī)劃監(jiān)督測(cè)量
包括驗(yàn)線測(cè)量和竣工測(cè)量。建筑物規(guī)劃放線要求高,不但要滿足城市規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn),而且要符合建筑物本身的規(guī)劃。在建筑物放樣時(shí),要高度注意檢查建筑工程本身的幾何關(guān)系、短邊的相對(duì)關(guān)系。同時(shí)注意不能在點(diǎn)位的收斂精度低的情況下測(cè)量,防止測(cè)量誤差增大。
(四)用地測(cè)量
城市不斷向外擴(kuò)張,就要勘測(cè)定界測(cè)量建設(shè)用地,RTK技術(shù)能實(shí)時(shí)定點(diǎn)坐標(biāo),從而確定城市建設(shè)用地土地使用界限范圍和用地面積,在調(diào)查土地使用類型中,應(yīng)用RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)測(cè)量權(quán)屬界限、土地分類修測(cè),顯著提高了測(cè)量速度和精度。
(五)地籍測(cè)量
RTK測(cè)量技術(shù)使地區(qū)地籍測(cè)量工作變得簡(jiǎn)單,只需要在測(cè)量區(qū)域周圍的高處架設(shè)好基準(zhǔn)站,利用流動(dòng)工作站測(cè)量待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)即可。在地區(qū)地籍測(cè)量應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):①在RTK設(shè)備的試用階段,為精確定位首先選準(zhǔn)好GPS。測(cè)量人員應(yīng)該充分了解城區(qū)內(nèi)外移動(dòng)站的有效工作半徑,經(jīng)過(guò)有效的數(shù)據(jù)分析選定城市區(qū)域內(nèi)GPS三維控制網(wǎng)點(diǎn),使用這些控制網(wǎng)點(diǎn)構(gòu)成本次測(cè)量工作的基準(zhǔn)框架網(wǎng)。②選定基準(zhǔn)框架網(wǎng)中的1個(gè)RTK測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn),并在該網(wǎng)點(diǎn)架設(shè)RTK基準(zhǔn)站,同時(shí)在基準(zhǔn)站的測(cè)量有效半徑內(nèi)布設(shè)控制點(diǎn),將這些控制點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果與其已經(jīng)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較等步驟。
(六)其他的測(cè)量
RTK可以對(duì)城市區(qū)域內(nèi)的水域進(jìn)行測(cè)量、對(duì)城市管道進(jìn) 行測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量、市政建設(shè)現(xiàn)狀測(cè)量等等。在使用RTK技術(shù)時(shí),可以僅僅依靠少量的基準(zhǔn)點(diǎn),進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量。如果使用專業(yè)的測(cè)圖軟件,直接利用RTK測(cè)量得到的結(jié)果進(jìn)行繪圖。
三、RTK技術(shù)在實(shí)測(cè)中存在的問(wèn)題及對(duì)策
(一)實(shí)測(cè)存在的問(wèn)題
數(shù)據(jù)傳輸受阻問(wèn)題。衛(wèi)星信號(hào)極易受到天氣、建筑、高大植物等的影響,衛(wèi)星信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中如果遇到以上的情況下,會(huì)受到嚴(yán)重的衰減,RTK的工作受到嚴(yán)重的影響。作為一種新型的測(cè)量技術(shù),RTK技術(shù)不可避免地受到天氣、衛(wèi)星狀況等方面的限制,導(dǎo)致測(cè)量工作難以進(jìn)行;同時(shí),該測(cè)繪技術(shù)的初始化有些繁瑣,數(shù)據(jù)鏈的傳輸過(guò)程容易受到外界的干擾,造成數(shù)據(jù)的誤差。這些不足,都需要我們今后對(duì)其進(jìn)行不斷的修補(bǔ)和完善。
(二)測(cè)量定位成果質(zhì)量控制
RTK測(cè)量過(guò)程中影響其結(jié)果質(zhì)量的因素有許多種,在 RTK測(cè)量工作時(shí)要盡可能的減少這些因素帶來(lái)的影響。為擴(kuò)大RTK技術(shù)在城市規(guī)劃測(cè)量中的優(yōu)勢(shì),開(kāi)闊廣闊的應(yīng)用前景,針對(duì)實(shí)測(cè)存在的問(wèn)題,提供以下以下建議方案::
在購(gòu)買設(shè)備時(shí),盡可能的選擇精確較高、性能穩(wěn)定的機(jī)型,并且還要仔細(xì)的考察供貨商的信譽(yù)和綜合實(shí)力。這樣可 以有效的避免由于機(jī)械設(shè)備本身對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
對(duì)比法。可以采用已經(jīng)測(cè)量的控制點(diǎn),使用RTK再次對(duì)其進(jìn)行有效的測(cè)量,將其結(jié)果進(jìn)行比較,從而發(fā)現(xiàn)其存在的誤差與問(wèn)題。在開(kāi)始觀測(cè)前需要先聯(lián)測(cè)己知點(diǎn)進(jìn)行比對(duì),從而確定流動(dòng)站和基準(zhǔn)站的相關(guān)參數(shù)設(shè)置的正確以及數(shù)據(jù)鏈通訊正常。
重測(cè)比較法每次初始化后,對(duì)一兩個(gè)已測(cè)過(guò)的RTK 點(diǎn)或高精度控制點(diǎn)進(jìn)行重測(cè),確保無(wú)誤后再進(jìn)行RTK測(cè)量。一般在沒(méi)有控制點(diǎn)的地方采用此法。
在使用RTK作業(yè)時(shí),如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈不穩(wěn)定的現(xiàn)象,這很有可能是因?yàn)榱鲃?dòng)站附近存在外界無(wú)線電,并且無(wú)線電的頻率與電臺(tái)頻率相同,干擾數(shù)據(jù)的傳送。這時(shí)測(cè)量人員應(yīng)通知基準(zhǔn)站重新選擇發(fā)射頻率,流動(dòng)站也重新調(diào)整接收頻率。房屋密集區(qū)域內(nèi),為避免由于“電磁波通視”條件的限制,RTK無(wú)法準(zhǔn)確確定其坐標(biāo)位置,這種情況下應(yīng)采取常規(guī)測(cè)量方法。
四、結(jié)語(yǔ)
總之,RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)是測(cè)量領(lǐng)域的又一次技術(shù)革命,全天候、高精度、高效率的作業(yè)特點(diǎn)使其在應(yīng)用過(guò)程中具有極大優(yōu)勢(shì)。RTK在城市規(guī)劃測(cè)量中具有非常優(yōu)秀的表現(xiàn),降低了城市規(guī)劃測(cè)量人員的工作量,提高其測(cè)繪質(zhì)量。效率、精度和可靠性進(jìn)一步提高,運(yùn)營(yíng)成本較低,但是由于實(shí)際環(huán)境限制,因而無(wú)法正常作業(yè)的情況也時(shí)有發(fā)生,這就對(duì)RTK技術(shù)的完善提出了要求,從而探討更為先進(jìn)的作業(yè)方式。RTK技術(shù)的不斷完善必將使其成為未來(lái)城市測(cè)量的主導(dǎo)測(cè)量手段,從而開(kāi)辟城市規(guī)劃測(cè)量的新思路。
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