RTK測量成果檢驗時效性的探討

于久申 薛慶榮 姚興雙 鄭富春

(東方地球物理公司裝備事業(yè)部華北作業(yè)部 河北任丘)

RTK測量成果檢驗時效性的探討

于久申 薛慶榮 姚興雙 鄭富春

(東方地球物理公司裝備事業(yè)部華北作業(yè)部 河北任丘)

文章從RTK施工過程中的數(shù)據(jù)采集、標(biāo)志位置和傳統(tǒng)控制措施等方面,分析了RTK施工中存在的粗差源及傳統(tǒng)檢核方式的局限性,并以Trimble儀器為例,探討了確認初始化正確性的新方法和應(yīng)對措施。

RTK;檢核;粗差;極坐標(biāo)放樣法

0 引 言

目前RTK(Real Time Kinematic GPS實時動態(tài)定位)測量成果質(zhì)量檢驗是以多余觀測(即復(fù)測點)的數(shù)量和質(zhì)量作為評價指標(biāo)[1]。這種事后對比三分量較差的傳統(tǒng)檢驗方法,不能及時在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)測量粗差(包括基準(zhǔn)站坐標(biāo)、天線高、流動站施工參數(shù)、設(shè)計坐標(biāo)、初始化錯誤等),具有局限性、滯后性,時效性不高。因此,有必要在常規(guī)檢驗方法的基礎(chǔ)上探討如何在野外現(xiàn)場及時探測粗差,提高質(zhì)量判別的時效性,保證測量成果質(zhì)量。

1 RTK數(shù)據(jù)粗差源統(tǒng)計及傳統(tǒng)應(yīng)對措施

在RTK測量施工中,由于基準(zhǔn)站和流動站的粗差,會對物理點的平面坐標(biāo)、高程和標(biāo)志位置的造成影響,見表1。

表1 粗差對物理點的影響

2 基準(zhǔn)站和流動站粗差探測

2.1 探測依據(jù)

實時動態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動站組成,基準(zhǔn)站和流動站對同一組衛(wèi)星進行同步觀測,流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號的同時,通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)站坐標(biāo)信息(WGS -84坐標(biāo))及天線高量取和輸入信息,并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實施處理。同時給出測量成果。RTK測量流程如圖1所示。

2.2 基準(zhǔn)站粗差實時探測

在施工前,流動站操作員攜帶本工區(qū)施工參數(shù)及基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)(包括WGS-84坐標(biāo)、BJ-54坐標(biāo)和WGS-84坐標(biāo)對應(yīng)的網(wǎng)格坐標(biāo))。

圖1 RTK測量流程圖

2.2.1 利用流動站檢查基準(zhǔn)站輸入的坐標(biāo)

從流動站手簿中的“儀器”→“位置”→“基準(zhǔn)站”→“選項”→“WGS84”→“網(wǎng)格”中查看基準(zhǔn)站位置坐標(biāo),顯示值是操作員輸入的基準(zhǔn)站W(wǎng)GS-84坐標(biāo),用它與已知坐標(biāo)進行核對,判別基準(zhǔn)站W(wǎng)GS-84坐標(biāo)、轉(zhuǎn)換參數(shù)等的正確性。

2.2.2 利用流動站檢查基準(zhǔn)站天線高

流動站測量第一個點后,檢查數(shù)據(jù)文件中基準(zhǔn)站的天線高,聯(lián)系基準(zhǔn)站操作員取得天線高及量取方式,確認基準(zhǔn)站天線高是否正確。

2.3 流動站粗差實時探測

2.3.1 參數(shù)檢驗

利用基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)探測流動站的基準(zhǔn)與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)粗差,探測步驟為:“儀器”→“位置”→“基準(zhǔn)站”→“選項”→“格網(wǎng)”。與已知基準(zhǔn)站格網(wǎng)坐標(biāo)進行核對,確認流動站參數(shù)的正確性。

2.3.2 天線高檢驗

在地表條件復(fù)雜的地區(qū),流動站的天線要頻繁升高或降低,增加了天線高出錯的概率。

解決辦法:在復(fù)雜地表區(qū)域逐點記錄天線高和高程突變點。專人負責(zé)天線高的記錄,并與操作員核對天線高。

2.3.3 設(shè)計坐標(biāo)錯誤檢驗

遵循“一次設(shè)計、一次上傳、多人核對”的原則?？梢园咽┕c按一定的數(shù)據(jù)格式分文件拷貝到手簿的DISKTRIMBLE DATA目錄下,施工時根據(jù)需要導(dǎo)入。

2.3.4 是否接收到其他的基準(zhǔn)站檢驗

如今RTK設(shè)備運用非常廣泛,在施工中經(jīng)常會接收到其它基準(zhǔn)站,如果設(shè)置不恰當(dāng),不經(jīng)意間就會誤用。為此在施工開始前或重新初始化后要核對基準(zhǔn)站信息。設(shè)置基準(zhǔn)站的測站號、電臺通訊參數(shù),把流動站、基準(zhǔn)站定義專用索引號。

3 初始化錯誤探測[2]

儀器初始化錯誤也是造成RTK測量粗差產(chǎn)生的主要原因。具有偶然性和隨機性,且很難用手簿中顯示的數(shù)據(jù)來進行判別,下面探討如何實時探測初始化錯誤的方法。

3.1 利用原測坐標(biāo)檢驗初始化

如果手簿中有將要復(fù)測的點的原測坐標(biāo),可以直接進入放樣模式檢查坐標(biāo)差來檢驗初始化是否正確。

3.2 操作步驟

(1)在儀器初始化結(jié)束后,放樣某一物理點或檢核某一標(biāo)志點,重新增加并設(shè)為目標(biāo)點;

(2)把測量模式從網(wǎng)格模式改為極坐標(biāo)測量模式,在本測線上或已知方位的其他測線上選擇觀測條件良好的已測標(biāo)志上立桿(要求氣泡居中);

(3)查看儀器屏幕上顯示的距離和角度,來判斷有無粗差存在。

3.3 方法分析

設(shè)置Trimble儀器記錄半徑為0.1 m。儀器顯示的距離和方位與已知值比較在限差之內(nèi),證明初始化正確。儀器顯示的方位與已知值一致,但距離超過0. 6 m限差或角度差超限,證明初始化兩次測量中存在粗差,需重新初始化。計算結(jié)果見表2。

表2 粗差存在時對角度及距離影響情況

4 結(jié) 論

通過粗差探測方法可以最大限度地提高測量成果的可靠性,有效地減少成果中的粗差。通過流動站來檢驗基準(zhǔn)站,結(jié)束了基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)輸入和設(shè)置僅靠基準(zhǔn)站操作員自查的歷史。另外,用極坐標(biāo)法檢核能夠有效地發(fā)現(xiàn)Trimble儀器初始化錯誤。

[1] 徐紹銓,張華海.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢:武漢測繪科技大學(xué)出版社,2001

[2] 李征航,黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社,2005

Yu Jiushen,Xue Qingrong,Yao Xingshuang and Zheng Fuchun.Discussion about timeliness and validity of RTK survey result.PI,2010,24(3):44～45

This paper analyses the blunder source of RTK survey and the localization of current repeated survey method from filed survey,location of geophysical points marks,and current quality control measure.It takes Trimble series instrument as an example and discusses the new method of making sure the validity of initialization.

RTK;check and repeated survey;blunder;polar coordinates staking out

P631.5+4

B

1004-9134(2010)03-0044-02

于久申,1966年出生,工程師,2001畢業(yè)于武漢大學(xué)工程測量專業(yè),現(xiàn)在東方地球物理公司裝備事業(yè)部華北作業(yè)部 ,從事石油物探測量的研究與應(yīng)用工作。郵編:062552

2010-01-06 編輯:梁保江)

·儀器設(shè)備·