基于GPS RTK的城市導(dǎo)線測量技術(shù)研究

　　摘要：本文基于筆者多年從事GPS控制測量的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以GPS RTK技術(shù)在城市導(dǎo)線測量中的應(yīng)用為研究對象，論文首先分析了城市導(dǎo)線測量的過程與方法，進(jìn)而探討了城市導(dǎo)線測量的精度分析策略，全文是筆者長期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。
　　關(guān)鍵詞：城市 導(dǎo)線 測量 精度
　　中圖分類號(hào)：P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)05(a)-0000-00
　　
　　GPS( 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))自80年代中葉投入民用后，已在導(dǎo)航、定位等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其在測量界的控制測量中起了劃時(shí)代的作用。正因?yàn)樗陟o態(tài)相對定位中的高精度、高效益、全天候、不需通視等優(yōu)點(diǎn)，普遍采用其來代替(逐漸地)常規(guī)的三角、三邊、邊角等方法，并在理論、實(shí)踐中取得了可喜的成果。但是GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)相對定位測量需要進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)定位并知道定位精度，若內(nèi)業(yè)后處理中發(fā)現(xiàn)精度不合要求則必須進(jìn)行返工。而用RTK技術(shù)進(jìn)行城市導(dǎo)線測量既能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，又能實(shí)時(shí)知道定位精度，可大大提高作業(yè)效率。因此對如何利用動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)進(jìn)一步提高工作效率和拓寬GPS的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行研究，就顯得十分必要。
　　1測量過程與方法研究
　　為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測繪的需要，城市控制網(wǎng)控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導(dǎo)線大多位于地面，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，控制點(diǎn)常被破壞，影響了工程測量的進(jìn)度，如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。常規(guī)城市導(dǎo)線測量，就是利用全站儀按照《城市測量規(guī)范》的要求，測定角度和邊長，附(閉)合到高一級的已知點(diǎn)上，利用軟件進(jìn)行導(dǎo)線測量平差，得到各導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)，絕對誤差、相對誤差和誤差橢圓，并且要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻。GPS靜態(tài)測量，點(diǎn)間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。RTK技術(shù)無論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢。
　　采用徠卡SR530(精度指標(biāo)為2cm+2ppm)進(jìn)行城市導(dǎo)線測量?，F(xiàn)將作業(yè)流程和實(shí)際問題解決方法進(jìn)行分析和總結(jié)。
　　1.1 收集測區(qū)控制點(diǎn)資料
　　進(jìn)行作業(yè)前，首先收集測區(qū)的控制點(diǎn)資料，包括控制點(diǎn)坐標(biāo)、等級，中央子午線，采用的坐標(biāo)系，以及點(diǎn)之記等。
　　1.2 求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)
　　RTK測量在WGS84坐標(biāo)系下進(jìn)行，城市導(dǎo)線測量中在北京54 坐標(biāo)上進(jìn)行，在進(jìn)行RTK控制測量前，利用高等級控制點(diǎn)，作為RTK控制測量的聯(lián)測點(diǎn)，求定測區(qū)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。
　　在 36個(gè)高等級的控制點(diǎn)上架設(shè)流動(dòng)站，這3～6個(gè)高等級的控制點(diǎn)分別具有WGS84地心坐標(biāo)和北京54坐標(biāo)，按一步法或經(jīng)典法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。為了保證轉(zhuǎn)換參數(shù)的可靠性和精度，對實(shí)際測量進(jìn)程中要注意問題及處理方法總結(jié)出以下幾點(diǎn)：①流動(dòng)站架設(shè)的高等級控制點(diǎn)盡量均勻的分布在整個(gè)測區(qū)范圍，且這些高等級控制點(diǎn)應(yīng)精度可靠，點(diǎn)位保存完好；② 為了檢驗(yàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和可靠性，選用另外幾個(gè)點(diǎn)不參與計(jì)算，起校驗(yàn)作用。
　　1.3 參考站的架設(shè)
　　參考站的選擇對于整個(gè)RTK城市導(dǎo)線測量過程來說都十分重要。根據(jù)實(shí)際測量作業(yè)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在選擇參考站時(shí)應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)：
　?、賲⒖颊炯茉O(shè)在具有坐標(biāo)的高等級控制點(diǎn)上；②參考站要選取在地勢高，交通便利，視野開闊，遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源(如微波塔、變電所等，距離不小于40 m)，遠(yuǎn)離高壓輸電線(距離不小于20om)，周圍無障礙物和大面積水面，有利衛(wèi)星信號(hào)接收和數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈恢?；?為減弱多路徑效應(yīng)的影響，參考站周圍不應(yīng)有對電磁波反射(或吸收)強(qiáng)烈的物體。
　　2 城市導(dǎo)線測量精度分析
　　臨海市建城區(qū)約35km2，城區(qū)導(dǎo)線點(diǎn)多是1999年左右采用全站儀按照常規(guī)方法進(jìn)行施測的，并且大多隨著城市建設(shè)破壞十分嚴(yán)重，所以先利用靜態(tài)GPS進(jìn)行首級控制測量，以保證整個(gè)測區(qū)坐標(biāo)的統(tǒng)一性，然后利用RTK技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)線測量。為了確保測量的精度，首先進(jìn)行了5個(gè)點(diǎn)的試驗(yàn)，并將RTK技術(shù)測量成果和全站儀測量成果進(jìn)行分析比較閣。精度分析結(jié)果見表1。
　　
　　從表1、 表2可以看出：RTK測量的點(diǎn)位精度可達(dá)到cm級，各點(diǎn)位之間不存在誤差累積，與全站儀測定結(jié)果符合的也較好，能夠滿足城市導(dǎo)線測量的精度要求。
　　現(xiàn)今，筆者已參與采用RTK替代全站儀完成了臨海市域及所有鎮(zhèn)區(qū)約500 km2的導(dǎo)線加密控制測量，該方法用于控制測量，不僅節(jié)省了人