基于網(wǎng)絡(luò)通訊的RTK在測(cè)繪生產(chǎn)中的應(yīng)用

■姚沖

（北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司　北京　100032）

基于網(wǎng)絡(luò)通訊的RTK在測(cè)繪生產(chǎn)中的應(yīng)用

■姚沖

（北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司北京100032）

本文結(jié)合應(yīng)用中海達(dá)V30 GPS接收機(jī)測(cè)繪1:500比例尺帶狀地形圖以及后續(xù)的中線放樣測(cè)量的工作實(shí)踐，闡述了中海達(dá)V30基于網(wǎng)絡(luò)通訊的RTK的理論和實(shí)際作業(yè)中操作方法，總結(jié)了基于網(wǎng)絡(luò)通訊的RTK在測(cè)繪生產(chǎn)中的應(yīng)用。

基準(zhǔn)站移動(dòng)站GNSSRTKGPRS

1　工程內(nèi)容及要求

本工程屬于北京市西六環(huán)中段天然氣工程的西山林場(chǎng)隧道段，位于門(mén)頭溝區(qū)西六環(huán)東側(cè)的山區(qū)，南起高井村，北至軍莊鎮(zhèn)。本次作業(yè)范圍為長(zhǎng)度約4km，寬度為400米的帶狀范圍。作業(yè)的目的：一是為了給本院燃?xì)庠O(shè)計(jì)所提供附帶地下管線資料的1:500比例尺地形圖；二是為后來(lái)的施工單位提供中線放線工作。坐標(biāo)系統(tǒng)平面采用北京地方坐標(biāo)系，高程采用北京地方高程系。

成圖精度為：地形圖圖上地物點(diǎn)（相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)）的點(diǎn)位中誤差，一般地區(qū)不超過(guò)0.8mm；城鎮(zhèn)建筑區(qū)、工礦區(qū)不超過(guò)0.6mm；水域不超過(guò)1.5mm。隱蔽或施測(cè)困難的一般地區(qū)測(cè)圖，可放寬50%。等高線的插求點(diǎn)（相對(duì)于鄰近圖根點(diǎn)）的高程中誤差，要符合《工程測(cè)量規(guī)范》（GB 50026-2007）的要求。

2　工程采用的測(cè)量方法

圖1　

由于本工程地形主要屬于山區(qū)，測(cè)圖的主要工作是測(cè)量成圖的碎部點(diǎn)生成等高線，山上有樹(shù)的區(qū)域樹(shù)木也不高大，所以采用RTK測(cè)量方法比較方便快捷。本工程采用了三臺(tái)中海達(dá)V30接收機(jī)，一臺(tái)作為網(wǎng)絡(luò)RTK基準(zhǔn)站，另外兩臺(tái)作為網(wǎng)絡(luò)RTK移動(dòng)站，利用覆蓋測(cè)區(qū)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型采用四參數(shù)加高程擬合的方法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，從而測(cè)得測(cè)量數(shù)據(jù)成圖。而中線放樣采用了RTK的放樣功能進(jìn)行。

3　中海達(dá)V30網(wǎng)絡(luò)RTK的作業(yè)與常規(guī)RTK作業(yè)主要區(qū)別

中海達(dá)V30網(wǎng)絡(luò)RTK的作業(yè)與常規(guī)RTK作業(yè)大體一樣，區(qū)別主要在于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。常規(guī)RTK的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是：在基準(zhǔn)站上，調(diào)制解調(diào)器將有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和調(diào)制，然后由無(wú)線電發(fā)射臺(tái)發(fā)射出去。用戶(hù)站上的無(wú)線電接收臺(tái)將其接收下來(lái)，并由解調(diào)器將數(shù)據(jù)解調(diào)還原，送入用戶(hù)站上的GNSS接收機(jī)。

中海達(dá)V30網(wǎng)絡(luò)RTK數(shù)據(jù)通訊部分是：基準(zhǔn)站、用戶(hù)站與數(shù)據(jù)服務(wù)中心之間的通訊通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的GPRS方式或中國(guó)聯(lián)通的CDMA方式?；鶞?zhǔn)站和用戶(hù)站GNSS接收機(jī)里都內(nèi)置了SIM卡卡槽，只要有一張SIM卡（就是我們通常說(shuō)的手機(jī)卡），到營(yíng)業(yè)廳開(kāi)通數(shù)據(jù)通訊包月服務(wù)，就可以利用其進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。GPRS/CDMA的傳輸不受距離限制，而且抗干擾能力強(qiáng)，即使在城市中，發(fā)送／接收的效果也很好。GPRS/CDMA模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)器之間其實(shí)有個(gè)Internat網(wǎng)絡(luò)，基準(zhǔn)站通過(guò)GPRS/CDMA將數(shù)據(jù)首先發(fā)送到公網(wǎng)上，然后到達(dá)服務(wù)器，服務(wù)器的數(shù)據(jù)也是先傳給公網(wǎng)，然后到達(dá)每個(gè)有GRPS/CDMA的用戶(hù)終端。

4　中海達(dá)V30網(wǎng)絡(luò)RTK的作業(yè)流程

4.1流程圖如圖1

4.2項(xiàng)目坐標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

圖2　

坐標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面如圖2。其中“橢球”設(shè)置：源橢球一般為WGS-84，當(dāng)?shù)貦E球和已知點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)一致，如果當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)為自定義坐標(biāo)系，則當(dāng)?shù)貦E球選擇默認(rèn)北京54即可；其中“投影”設(shè)置：需要選擇投影方法，輸入投影參數(shù)。國(guó)內(nèi)用戶(hù)投影方法一般為高斯投影或者橫軸墨卡托，“中央子午線”則需要輸入當(dāng)?shù)氐闹醒胱游缇€經(jīng)度，如果不知道當(dāng)?shù)亟?jīng)度，可以用接收機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)出，其它參數(shù)根據(jù)需要輸入；而其它的“橢球轉(zhuǎn)換”“平面轉(zhuǎn)換”“高程擬合”等選項(xiàng)則可以選擇無(wú)或者默認(rèn)選項(xiàng)，它們?cè)谶x擇對(duì)應(yīng)的測(cè)區(qū)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算后會(huì)相應(yīng)的得出。如果已經(jīng)知道本測(cè)區(qū)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，如本測(cè)區(qū)的橢球轉(zhuǎn)換七參數(shù)、平面轉(zhuǎn)換四參數(shù)、高程擬合參數(shù)，也可以在對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)里直接輸入，這樣可以直接實(shí)現(xiàn)本測(cè)區(qū)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

圖3　

4.3基準(zhǔn)站設(shè)置

基準(zhǔn)站設(shè)置界面如圖3?；鶞?zhǔn)站設(shè)置主要是設(shè)定基準(zhǔn)站的工作參數(shù)，包括基準(zhǔn)站坐標(biāo)、基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈等參數(shù)?；鶞?zhǔn)站可以架設(shè)在已知點(diǎn)上也可以架設(shè)在未知點(diǎn)上，架設(shè)在已知點(diǎn)上可以直接輸入或者直接從點(diǎn)庫(kù)中獲取該點(diǎn)的WGS-84或者該點(diǎn)的當(dāng)?shù)豿yh坐標(biāo)進(jìn)行設(shè)站，架設(shè)在未知點(diǎn)上，我們也可以通過(guò)平滑采集，獲得一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的WGS-84坐標(biāo)進(jìn)行設(shè)站。

基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈設(shè)置是用于設(shè)定基準(zhǔn)站和移動(dòng)站之間的通訊模式及參數(shù)，包括“內(nèi)置電臺(tái)”、“內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)”、“外部數(shù)據(jù)鏈”等。本工程是應(yīng)用內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)的通訊模式，選擇GPRS通過(guò)CMNET運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行通訊，服務(wù)器IP可以手工輸入也可以從文件服務(wù)器地址列表中選取所需要的服務(wù)器，目前中海達(dá)有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和服務(wù)器端口供用戶(hù)選擇，本工程應(yīng)用了中海達(dá)建好的北京CORS站的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和服務(wù)器端口。

“網(wǎng)絡(luò)”選項(xiàng)選取ZHD，此種工作模式要使用中海達(dá)服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)作業(yè)，其中的分組號(hào)和小組號(hào)分別為7位數(shù)和3位數(shù)，可以自己設(shè)定，但必須基準(zhǔn)站和移動(dòng)站需要設(shè)成一致，只有這樣它們之間才能進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)傳輸，才能進(jìn)行正常的工作。本工程為了提高測(cè)量精度，在測(cè)區(qū)中部的山頂上的開(kāi)闊地帶做好了一級(jí)控制點(diǎn)，基準(zhǔn)站就架設(shè)在山頂?shù)囊患?jí)控制點(diǎn)上。

4.4移動(dòng)站設(shè)置

移動(dòng)站的工作參數(shù)包括移動(dòng)站數(shù)據(jù)鏈等參數(shù)，移動(dòng)站的參數(shù)要選擇或輸入和基準(zhǔn)站一致的參數(shù)，這樣才能正常獲取基準(zhǔn)站差分?jǐn)?shù)據(jù)，正常工作。

4.5測(cè)區(qū)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)計(jì)算

參數(shù)計(jì)算用于計(jì)算兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，包括“七參數(shù)”、“四參數(shù)+高程擬合”、“三參數(shù)”、“一步法”。本工程的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是WGS-84和北京地方兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，因此采用了四參數(shù)+高程擬合的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法。在測(cè)區(qū)外圍和測(cè)區(qū)內(nèi)部采集了七個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型點(diǎn)，生成七個(gè)模型坐標(biāo)轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)，以此求得平面轉(zhuǎn)換的四參數(shù)和高程擬合的參數(shù)，從而使WGS-84的地心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為測(cè)區(qū)的北京地方坐標(biāo)。

5　結(jié)束語(yǔ)

隨著GNSS技術(shù)的快速發(fā)展，RTK和網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得衛(wèi)星定位技術(shù)不僅可以用靜態(tài)定位的方法進(jìn)行高精度的控制網(wǎng)建設(shè)，還可以用動(dòng)態(tài)定位的方法進(jìn)行快速的、低精度的控制網(wǎng)測(cè)量以及工程測(cè)量和地形測(cè)量。本文對(duì)基于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊模式下的常規(guī)RTK測(cè)量的理論進(jìn)行了闡釋?zhuān)⑶医Y(jié)合中海達(dá)V30在這種作業(yè)模式下的RTK測(cè)量實(shí)踐，總結(jié)了基于網(wǎng)絡(luò)通訊的RTK在測(cè)繪生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過(guò)本文的工作實(shí)踐表明，這種作業(yè)方法比常規(guī)RTK減少了無(wú)線電發(fā)射設(shè)備，應(yīng)用起來(lái)更加方便快捷，同時(shí)也解決了常規(guī)RTK通信數(shù)據(jù)鏈作用距離的局限，是一項(xiàng)能在低精度的控制網(wǎng)測(cè)量以及工程測(cè)量和地形測(cè)量的測(cè)繪生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的測(cè)量方法。

[1]李克昭，楊力，柴霖，丁安民，郭增長(zhǎng).GNSS定位原理 [M].北京：煤炭工業(yè)出版社.

[2]施一民.現(xiàn)代大地控制測(cè)量/第2版 [M].北京：測(cè)繪出版社，2008.8.

[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).CJJ/T 73-2010衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范 [S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB 50026-2007工程測(cè)量規(guī)范 [S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-233-2