淺析GPS RTK在圖根控制測量中的應(yīng)用

蔣斌

【摘 要】RTK技術(shù)發(fā)展日益成熟，已經(jīng)在測量工程的很多方面得以應(yīng)用。本文主要介紹了RTK技術(shù)的基本原理及圖根控制測量的布設(shè)方法，并簡要分析了RTK在圖根控制測量中的作用、精度和局限性。

【關(guān)鍵詞】GPS RTK；圖根控制測量；精度；局限性

0.引言

RTK（Real - time kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

本文結(jié)合GPS RTK測量定位技術(shù)在圖根控制測量中的實(shí)際應(yīng)用，對有關(guān)精度問題和局限性問題進(jìn)行了分析和研究。

1.RTK技術(shù)的基本原理。

建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證，RTK技術(shù)的原理是取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)， 安置一臺接收機(jī)作為參考站對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，流動(dòng)站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時(shí)，通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù)，隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測量精度。

2.圖根控制測量的目的

圖根控制測量的目的是地形圖測量。它是控制測量的一類，只是精度比較低一點(diǎn)，點(diǎn)位的布置要滿足碎部測量的要求。在碎部測量時(shí)，當(dāng)控制點(diǎn)不能滿足測圖要求時(shí)需要增加圖根控制點(diǎn)。圖根控制布設(shè)，是在各等級控制下進(jìn)行加密，一般不超過兩次附和。在較小的獨(dú)立測區(qū)測圖時(shí)，圖根控制可作為首級控制。

3.控制點(diǎn)的布設(shè)方式

圖根控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)根據(jù)測區(qū)地形和測圖比例尺確定。利用全站儀采集碎步點(diǎn)，一般在500m以內(nèi)能測到碎部點(diǎn)為原則，如平坦而開闊地區(qū)一般圖根控制點(diǎn)的密度為：當(dāng)測圖比例尺為1：2000時(shí)，圖根點(diǎn)數(shù)目不少于16個(gè)/Km²；當(dāng)測圖比例尺為1：1000時(shí)，圖根點(diǎn)數(shù)目不少于16個(gè)/ Km²；對于1：500比例尺測圖不少于64個(gè)/ Km²。

本次實(shí)際工程中依據(jù)用全站儀測繪地形圖和測量界址點(diǎn)對圖根點(diǎn)位的要求，并顧及GPS觀測接收衛(wèi)星信號的無遮擋要求以及全站儀作業(yè)的安全要求，選定圖根點(diǎn)位置。圖根點(diǎn)的布置以點(diǎn)組的形式出現(xiàn)，每組有兩個(gè)或三個(gè)兩兩互相通視的圖根點(diǎn)組成，以便于安置全站儀測量時(shí)的定向和測站檢查，點(diǎn)間距離隨點(diǎn)位而定，一般不超過100m。

4.精度分析

利用本次實(shí)際工程中的方法，由于RTK測量不存在誤差積累問題，從大量的實(shí)測數(shù)據(jù)分析其測點(diǎn)精度基本可滿足圖根控制和碎部測量的要求，但要滿足一級導(dǎo)線的精度要求還應(yīng)采取相應(yīng)的措施，且高程精度不是太穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)一些明顯的測點(diǎn)高程偏差。而全站儀施測過程中則不會(huì)產(chǎn)生這樣的情況。經(jīng)用全站儀對RTK所測的部分碎部點(diǎn)進(jìn)行檢核，它們的坐標(biāo)和高程之差均在2-3cm，基本沒有超過5cm，可見用RTK所測結(jié)果是可信的，但在使用RTK測量過程中應(yīng)與周圍的所測相鄰點(diǎn)注意校核。

5.RTK技術(shù)在控制測量上的局限性

通過本次工程和測區(qū)的實(shí)際情況，總結(jié)出：

⑴ 基準(zhǔn)站的位置選擇十分重要，不僅影響觀測精度，還關(guān)系搞基準(zhǔn)站于流動(dòng)站的數(shù)據(jù)通訊，貼別是用手機(jī)信號通訊時(shí)。應(yīng)在開闊無遮擋的高處設(shè)置基準(zhǔn)站。

⑵ 差分定位的精度會(huì)隨流動(dòng)站至基準(zhǔn)站距離的增加而降低，因此用于求解轉(zhuǎn)換參數(shù)的已知點(diǎn)應(yīng)分布均勻，覆蓋整個(gè)測區(qū)，這對高程測量尤為重要。

⑶ 用GPS RTK做圖根控制測量時(shí)，最好用對點(diǎn)器。若用對中桿，除要仔細(xì)檢查校正對中桿上的水準(zhǔn)器外，還須有三角支架支撐，手扶持對中桿進(jìn)行對中很難達(dá)到精度要求。

⑷ 利用GPS RTK進(jìn)行控制測量所作的圖根控制點(diǎn)，兩點(diǎn)間最好通視（形成可以通視的點(diǎn)組），以方便全站儀及其他儀器的聯(lián)測。一般情況下，每個(gè)控制點(diǎn)最好在不同時(shí)間段觀測兩次取其平均值作為結(jié)果，兩次觀測值的較差不宜超過3cm。

⑸ 在有遮擋地區(qū)作業(yè)時(shí)，不可勉強(qiáng)作業(yè)。由于GPS信號不好，觀測結(jié)果很不可靠，要十分注意檢核，或者配合全站儀進(jìn)行測量。

6.結(jié)束語

為滿足城市建成區(qū)喝規(guī)劃區(qū)測繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁特點(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，這些點(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)控制測量如導(dǎo)線測量，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)間不需通視精度高，但數(shù)據(jù)采集時(shí)間長，還需事后進(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。相比之下，應(yīng)用RTK技術(shù)將無論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1] 詹長根，唐祥云，劉麗.地籍測量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社.2005.

[2] 劉善彬，劉成才.GPS RTK技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用[J].中州大學(xué)學(xué)報(bào).2009.（3）.

[3] 徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，等.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社.2007.