李洋 中通大地空間信息技術(shù)股份有限公司

一、全站儀配合GPS（RTK）在物探工程測量中的應(yīng)用要點分析

（一）做好坐標系的選擇與轉(zhuǎn)換工作

在物探工程測量工作中，全站儀配合GPS（RTK）技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵首先在于定位點是否準確可靠，這就需要探測人員根據(jù)實際測量需求合理選擇坐標系。目前我國野外物探測量工作中經(jīng)常使用的坐標系主要有兩種，分別是北京54坐標系和WGS--84坐標系，這兩種坐標系雖然都能夠滿足物探測量需求，但是因為其模型構(gòu)建方法存在一定區(qū)別，前者屬于參心坐標系，而后者屬于地心坐標系，所以即便是在同一空間位置，使用不同坐標系所得出的測量數(shù)據(jù)結(jié)果也會存在很大差異。而實際測量過程中，野外探測環(huán)境是十分復(fù)雜的，單純使用一種坐標系往往無法取得完整的測量數(shù)據(jù)，需要同時融合使用兩種坐標系。

（二）熟練掌握坐標系轉(zhuǎn)換的技術(shù)要點

由上文可知，全站儀配合GPS（RTK）在物探工程測量中的應(yīng)用要點主要在于坐標系的選擇和轉(zhuǎn)換，而其中坐標系轉(zhuǎn)換是重中之重。根據(jù)以往轉(zhuǎn)換經(jīng)驗，由WGS-84坐標系向北京54坐標系進行轉(zhuǎn)換的效果是最為可靠的，具體地轉(zhuǎn)換技術(shù)要點如下：首先要明確地心位置和坐標系橢球體幾何中心點的相對位置，然后再結(jié)合對橢球體的幾何參數(shù)進行必要轉(zhuǎn)換，該過程中橢球體需要設(shè)立兩個，且大小和形狀應(yīng)該有所區(qū)別。但是因為兩套坐標參數(shù)不能直接共通，所以還需建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)換模型，常用的轉(zhuǎn)換模型也有兩種，分別是平面轉(zhuǎn)換和空間轉(zhuǎn)換。就前者而言，其模型主要是在WGS-84橢球參數(shù)與北京54坐標系橢球中心、坐標軸方向一致的假設(shè)條件下建立的，該假設(shè)下，這兩種坐標系的空間坐標數(shù)值可以保持一致，只要對其橢球參數(shù)進行轉(zhuǎn)換即可；就后者而言，因為兩種坐標系的尺度不同，空間直角坐標系和坐標原點存在差異，且還會發(fā)生坐標軸旋轉(zhuǎn)和便宜問題，所以必須進行坐標矯正。通常情況下，測量范圍在三十到四十千米以內(nèi)的物探工程，一般都會采用平面模型，依照WGS-84橢球體參數(shù)將所獲取的GPS數(shù)據(jù)按照高斯投影標準進行變換，然后再用通過平面坐標將變換后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成北京54坐標系格式。

二、如何做好獨立坐標系的構(gòu)建工作

因為在利用全站儀配合GPS(RTK)實施作業(yè)之前，需要把WGS-84坐標轉(zhuǎn)換成平面坐標，所以在測量過程中測區(qū)及其周邊設(shè)置至少三個高等級的平面控制點。從當前工程測量的實際情況來看，由于很多施工平面采用的是北京54坐標系，而測區(qū)及其附近存在控制點時，就需要采取RTK作業(yè)實時采集兩到三個WGS-84坐標的控制點，從而達到控制點聯(lián)測的目的。再利用測量儀器的軟件將轉(zhuǎn)換參數(shù)算出來，并把施工平面圖設(shè)計的剖面先采取RTK方法在實地放樣。但是此時還有一個問題就是在小區(qū)域的施工范圍內(nèi)以及測區(qū)和附近沒有控制點時，如何在施工圖上確保所設(shè)計的測線能準確而又快速地在實地放樣呢？所以此時就需要進行獨立坐標系的構(gòu)建。對于測區(qū)最遠點的間距在30km之內(nèi)時，應(yīng)將北京54坐標作為WCS-84坐標的一個平移，這樣就能建立出獨立的坐標系。

在具體的建立過程中，首先需要在測區(qū)內(nèi)選取地形特征明顯的地物點和地貌處做好測量控制點的布設(shè)，并借助GPS靜態(tài)之后的處理軟件對WGS-84坐標進行無約束平差處理，在WGS-84橢球下對平差結(jié)果實施高斯投影，再變換為平年坐標。其次是加強對地形圖的應(yīng)用，將其作為參考物，在控制點中選取地形地貌點明顯的部位，并在圖中將這一點的平面坐標與高程讀出來，利用GPS靜態(tài)將控制點的WGS-84平面坐標測出來之后，在地形圖上將北京54坐標下的坐標點進行讀取之后，借助CAD將所有的WGS-84平面坐標下的控制點進行全選，這樣就能把所選的特征點作為其基點，并平移到北京54坐標下的特征點，將其作為測區(qū)的平面控制點，實時借助RTK作業(yè)法對所有的控制點進行聯(lián)測得到參數(shù)之后，在剖面線中進行實地放樣和采集工作。

由于目前在物探工程測量中,很多地方的北京54坐標系下的控制點被破壞甚至沒有，因而采取這一方法進行獨立坐標系的建立就顯得尤為重要，其主要是在北京54坐標橢球的基礎(chǔ)上，而坐標系統(tǒng)的起算堤岸則采取北京54坐標系的坐標，這樣就能確保測繪成果和北京54坐標系相同。而利用GPS靜態(tài)測量進行控制測量時，其精度較高，利用GPSRTK技術(shù)實施剖面線放養(yǎng)定位時具有較高的精度，因而我們必須切實加強對其平面誤差的控制，一般不能在地形點讀取過程中出現(xiàn)讀圖錯誤的情況，在埋設(shè)控制點時，則需要考慮這方面的誤差，才能確保整個物探工程測量所需的測設(shè)網(wǎng)更加科學合理，確保整個物探工程測量水平的提升和優(yōu)化。

三、結(jié)語

經(jīng)過以上分析闡述可以發(fā)現(xiàn)，全站儀配合GPS（RTK）在物探工程測量中的應(yīng)用價值是十分突出的，但是由于野外物探工程測量的條件復(fù)雜，而且在新時期背景下，測量要求越來越嚴格，所以在應(yīng)用RTK測量方法的過程中，相關(guān)行業(yè)工作人員還是要在準確、熟練掌握該測量技術(shù)應(yīng)用要點的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合測量工程的實際需求，靈活制定測量方案，選擇恰當?shù)臏y量模式，這樣才能為后續(xù)測量數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)計和轉(zhuǎn)換奠定可靠基礎(chǔ)，從而提高測量質(zhì)量。