基于廣州工程測量實踐的RTK城市控制測量技術(shù)探討

　　摘要：本文基于筆者多年從事RTK應(yīng)用的相關(guān)工作經(jīng)驗，結(jié)合筆者參與的廣州工程測量項目，以RTK技術(shù)在城市控制測量中的應(yīng)用為研究對象，論述了RTK控制測量的步驟，流程和方法，相信對從事相關(guān)工作的同行有所裨益。
　　關(guān)鍵詞：RTK技術(shù) 城市控制測量 GPS 測量實踐
　　中圖分類號：TB22文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　1 前言
　　城市控制測量是為市政工程建設(shè)、規(guī)劃紅線定位、工程測圖、房產(chǎn)圖測繪、地籍變更測量等服務(wù)的城市測量的基礎(chǔ)性工作。傳統(tǒng)的方法一般采用導(dǎo)線測量，隨著全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）的飛速發(fā)展，它以高效率、高精度等優(yōu)點，迅速在城市控制測量中已被廣泛采用。目前GPS實時動態(tài)定位技術(shù)（RTK測量模式），更是以實時、快速、操作簡單而越來越受到城市測繪單位的青睞。
　　采用Topcon Riper雙頻GPS接收機，運用RTK模式完成了多個控制測量項目，取得了良好的效果。本文主要結(jié)合工程實踐，就RTK技術(shù)在城市控制測量中的運用談點體會。
　　2 RTK技術(shù)
　　GPS實時動態(tài)測量（Real-Time Kinematic）簡稱RTK，是實時處理兩個測站載波相位觀測值的差分方法。具體作業(yè)方法是設(shè)置GPS基準(zhǔn)站一臺，并將一些必要的數(shù)據(jù)，如坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)、預(yù)設(shè)精度指標(biāo)、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等輸人GPS手簿，一臺或多臺GPS流動站在若干個待測點上設(shè)站；基準(zhǔn)站與流動站同時接收衛(wèi)星信號；同時基準(zhǔn)站通過電臺將其觀測值和設(shè)站信息一起傳送給流動站；流動站將接收到的來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)及GPS觀測數(shù)據(jù)，組成差分觀測值進(jìn)行實時處理。
　　3工程案例1
　　3.1 工程概況
　　測區(qū)位于J市某開發(fā)區(qū)，控制網(wǎng)布設(shè)面積約8kmz，設(shè)計點位27座，起算點采用位于測區(qū)南側(cè)、東側(cè)約0.8 km的J市四等平面控制點各一座，測區(qū)北側(cè)、西側(cè)邊緣四等平面控制點各一座。
　　3.2 RTK GPS測量
　　為了保證測量成果的精度及可靠性，在測區(qū)北側(cè)及東側(cè)的起算點分別設(shè)置基準(zhǔn)站，分別采集起算點空間坐標(biāo)解算坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)；并分別測量待測點平面坐標(biāo)，然后取兩次測量的平均值作為最終成果；兩次測量結(jié)果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計見表1。
　　表1 兩次測量結(jié)果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計
　　點號DxDy點號DxDy
　　1-0.0100.02117-0.0060.008
　　2-0.0030.007180.0100.009
　　3-0.0160.006190.019-0.004
　　4-0.0160.00120-0.0030.000
　　5-0.0190.01121-0.0240.005
　　6-0.0000.00922-0.0280.000
　　7-0.0130.001230.0360.008
　　8-0.0100.02124-0.0050.001
　　9-0.0080.00125-0.0220.003
　　10-0.0110.00526-0.0130.014
　　11-0.0170.005270.0120.006
　　12-0.0080.00828-0.0020.009
　　13-0.0010.00829-0.0080.013
　　14-0.014-0.003300.0170.004
　　15-0.0080.00831-0.0160.001
　　16-0.0030.003320.0110.020
　　
　　根據(jù)上述兩次測量坐差值的統(tǒng)計，可算得兩次測量平均值的點位中誤差為±1.25cm。
　　3.3 RTK成果的外部檢驗
　?。?） 相鄰點間邊長檢測
　　檢測采用TOPCONG TS602全站儀，以兩次測量平均值作為實測邊長值，共檢測通視邊17條；實測邊長與RTK測量成果坐標(biāo)反算所得邊長的差值統(tǒng)計。
　?。?）采用導(dǎo)線測量方式的坐標(biāo)檢驗
　　在測區(qū)南測選擇待測點6座，按一級導(dǎo)線測量方式觀測，起算點為以上述J市四等平控制點為起算的按GPS靜態(tài)方式觀測的城市一級控制點；其測量結(jié)果與上述RTK測量成果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計。
　　4 建議
　?。?）RTK 測量與靜態(tài)GPS測量相同，首先得到的是WGS-84坐標(biāo)，必須通過一定的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系才能得到用戶坐標(biāo)系坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換參數(shù)的求取精度對測量成果有很大影響，因此在實際應(yīng)用中首先應(yīng)注意起算點精度，特別應(yīng)注意采用一定的方法檢核起算點的相對精度；同時，轉(zhuǎn)換參數(shù)有一定的區(qū)域性，它僅適用于起算點所圈定的一定區(qū)域，外推精度隨距離增加降低明顯，因此在實際工作中應(yīng)盡量選擇能覆蓋整個測區(qū)且分布均勻的起算點。
　?。?）基準(zhǔn)站應(yīng)選擇位置較高的點位，這樣可明顯擴(kuò)大流動站作業(yè)范圍，但根據(jù)筆者對多個工程成果的統(tǒng)計分析，基準(zhǔn)站與流動站間的距離對測量成有一定的影響，當(dāng)流動站與基準(zhǔn)站間的距離達(dá)到5-6 km時，兩次測得的坐標(biāo)差值及相鄰點間距離與全站儀邊長測量的成果差值超過5cm的明顯增多；筆者建議在采用RTK技術(shù)進(jìn)行控制測量時，為保證成果的精度及可靠性，流動站的作業(yè)半徑應(yīng)控制在5km以內(nèi)；
　?。?）根據(jù)上述第一、第三點，在采用RTK方式進(jìn)行較大區(qū)域控制測量時可將測區(qū)劃分成若干個工作區(qū)；各工作區(qū)的劃分應(yīng)有一定的交叉，觀測時應(yīng)進(jìn)行相互檢核；也可以采用兩次工作區(qū)劃分不同的方式進(jìn)行觀測。
　?。?）在城市控制測量中，點位一般可埋設(shè)在建成的城市道路，選點時應(yīng)充分考慮使用的方便及安全，但同時應(yīng)盡量避開高壓線、高大建筑、電臺發(fā)射塔等；因此RTK方式不適合應(yīng)用于建筑密集的老城區(qū)，而在新建開發(fā)區(qū)一般均能取得較好的效果，本文列舉的兩個工程實例均是在這樣的測區(qū)完成的；另外，基準(zhǔn)站更應(yīng)避開高壓線、微波站、變電所等。
　?。?）RTK測量存在明顯的時間段影響，一般上午11點前、及下午3點之后測得的數(shù)據(jù)精度較好，在上述工程實例觀測時，筆者曾嘗試在中午12點進(jìn)行觀測，但很難達(dá)到解算狀態(tài)，即使得到了坐標(biāo)成果，其可靠性往往也較低；建議不要在中午12點至14點間進(jìn)行RTK測量。
　　5 結(jié)語
　　利用RTK技術(shù)進(jìn)行城市控制測量操作靈活、簡單，同時減少了大量的觀測數(shù)據(jù)后處理工作，大大提高了工作效率，徹底改變了城市控制測量的作業(yè)模式；但在實際工作中應(yīng)充分認(rèn)識這一技術(shù)的特點及其與傳統(tǒng)測量模式的區(qū)別，設(shè)法提高測量成果的可靠性。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范GB/T 18314-2001
　　[2] 劉大杰，施一民. 全球定位系統(tǒng)（GPS）的原理與數(shù)據(jù)處理.同濟(jì)大學(xué)出版社，1996.