GPS-RTK技術(shù)在數(shù)字化地形測量上的運(yùn)用

楊慶洪

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地形測量技術(shù)也得到了更新，為了提高實際測量的精度，提高測量的效率，在地形測量中應(yīng)用了GPS-RTK技術(shù)。圖根控制測量、碎部測量中都能實現(xiàn)數(shù)字化。在測量中有效控制測量誤差、多徑誤差、信號干擾誤差等。下面就對這些方面進(jìn)行分析，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

關(guān)鍵詞：GPSR-TK技術(shù)；數(shù)字化；地形測量

在整個測量過程中，GPS- RTK技術(shù)以載波相位的觀測值作為載體，在數(shù)字化地形測量中，使用動態(tài)性、實時性的定位技術(shù)，就是在基準(zhǔn)站和數(shù)據(jù)鏈路的作用下，將觀測到的數(shù)據(jù)傳遞到流動站中，流動站會將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行差分處理，進(jìn)而得到準(zhǔn)確的基準(zhǔn)站坐標(biāo)。1GPSRTK技術(shù)分析

1.1分析測量前的準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行外業(yè)測量前做好準(zhǔn)備工作十分有必要，工作人員要到現(xiàn)場勘查，掌握當(dāng)?shù)氐牡匦吻闆r，考察實際的地質(zhì)特點(diǎn)，對當(dāng)?shù)氐臍夂?、交通等有一個初步的了解，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)字化測繪工作的要求，科學(xué)的布置測量點(diǎn)，為了保證內(nèi)業(yè)測量工作的順利進(jìn)行，在此期間將施工中使用的設(shè)備、儀器等都準(zhǔn)備好，保證最終的測量質(zhì)量。

1.2科學(xué)的布置測量點(diǎn)。使用GPS- RTK定位技術(shù)，測量點(diǎn)的連測方式和傳統(tǒng)測量方式不同，工作人員在野外的工作時間相應(yīng)的減少，避免往返于路上耽誤時間，提高了工作效率和點(diǎn)位布設(shè)精度，具體操作步驟如下：第一步，在工程區(qū)域的第一級控制網(wǎng)上[1]，確定被測區(qū)點(diǎn)的分布情況。第二步，施工前設(shè)置好測量點(diǎn)坐標(biāo)，將坐標(biāo)數(shù)值輸入到GPS機(jī)上。第三步，GPS- RTK具有放樣功能，可以將工程點(diǎn)布設(shè)到施工現(xiàn)場，在使用中要注意GPS的靜態(tài)測量、差分測量等，都沒有放樣功能，只有GPS- RTK定位技術(shù)具有該功能，其定位的精度非常高。

1.3GPSRTK在地形測量中的優(yōu)勢分析。與全站儀操作模式基本相同，使用RTK對單個點(diǎn)位進(jìn)行測量時，花費(fèi)的時間在幾秒到幾十秒之間。但是如果使用GPS- RTK技術(shù)，就節(jié)省了換站和通視環(huán)節(jié)，與此同時，多個流動站可以同時工作[2]，相互不會影響。和全站儀的操作方式相比，RTK測量技術(shù)使用的時間更短，而且操作效率高，在時間上大概可以節(jié)約一半。在地形測量中，所需的大比例尺地形測圖，如果地形條件允許，例如沒有較大的相對高差，坡度較緩，能夠很好的接收衛(wèi)星信號，可以進(jìn)行無線連接，而且衛(wèi)星全方位覆蓋，沒有測量的死角[3]，就可以在工程中應(yīng)用GPS- RTK技術(shù)。其可以快速的對地貌信息進(jìn)行采集，但是如果地形條件較為復(fù)雜，工作人員在操作中，應(yīng)該配合全站儀一同操作，避免其干擾無線信號，進(jìn)而在測量中數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。

2分析GPS- RTK技術(shù)在數(shù)字化地形測量上的應(yīng)用

2.1在圖根控制方面的應(yīng)用分析。使用GPS- RTK技術(shù)對地形進(jìn)行數(shù)字化測量中，為了提高測量進(jìn)度，當(dāng)控制點(diǎn)已知時，測量工作可以直接越級到圖根控制工作中。為了保證最終觀測的精度，有效減少出現(xiàn)的對中誤差，操作中先架設(shè)好三腳架，通過流動站觀測相關(guān)數(shù)據(jù)，將天線使用高度調(diào)整到毫米級。測量中做到以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，控制圖根點(diǎn)通視方向大于2個，將通視夾角控制在60°到120°范圍，全站儀可以進(jìn)行碎部數(shù)據(jù)的收集，在此基礎(chǔ)上，能夠有效對圖根點(diǎn)的精度、夾角、間距進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)測量問題后，技術(shù)人員要及時處理，不能讓其影響以后的操作，控制誤差的出現(xiàn)。第二點(diǎn)，選擇圖根點(diǎn)時要遵循以下原則，保存方便、交通好、視野好，與此同時，要方便進(jìn)行圖根點(diǎn)的復(fù)測。第三點(diǎn)，在觀測過程中，根據(jù)已知點(diǎn)對進(jìn)行檢查和復(fù)核，避免出現(xiàn)較大的誤差。

2.2分析在碎部測量中的應(yīng)用。進(jìn)行地形測量中，在碎部測量中積極使用GPS- RTK技術(shù)，可以保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。該技術(shù)在采集操作中，不會受到當(dāng)?shù)靥鞖獾挠绊?，同時測量精度較高。在測量中不需要考慮控制點(diǎn)的通視度，一般在地下數(shù)據(jù)采集中比較常用。在比較開闊的區(qū)域進(jìn)行觀測時，可以直接對線狀物和獨(dú)立地物進(jìn)行觀測，觀測精度可以提高到厘米級。在實際應(yīng)用過程中，根據(jù)測量物確定其點(diǎn)位，在點(diǎn)位上安裝流動站，調(diào)整完設(shè)備后輸入屬性編碼，進(jìn)行內(nèi)業(yè)整理過程中，通過程序?qū)⒌匚镝槍π缘卦诘匦螠y量圖中表示出來。還可以對不同地物有針對性的測量，在對低矮的建筑進(jìn)行測量時，可以將中桿加高，將儀器天線直接伸入到建筑內(nèi)部，可以直接進(jìn)行測量，對于比較高大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單的建筑物，可以利用輔助點(diǎn)進(jìn)行觀測，得到碎部數(shù)據(jù)。在高大建筑物四個房角進(jìn)行觀測，將房角的延長線作為觀測點(diǎn)，利用畫草圖的方式將觀測點(diǎn)記錄在內(nèi)，將輔助點(diǎn)的順序，連接的順序進(jìn)行標(biāo)注，這樣就能夠編輯碎部數(shù)據(jù)，如果建筑物結(jié)構(gòu)不規(guī)則，可以使用全站儀進(jìn)行補(bǔ)充測量。

3分析測量中的誤差控制

進(jìn)行圖根控制測量時，要根據(jù)已知控制點(diǎn)，合理設(shè)置野外數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，在保證測量精度的前提下，點(diǎn)的密度要符合測圖要求，同時嚴(yán)格控制平面誤差。進(jìn)行水準(zhǔn)測量時，控制高程測量精度，觀測點(diǎn)位時，讀取數(shù)據(jù)不能出現(xiàn)錯誤，在觀測路線的基礎(chǔ)上，計算出測段的高度差，然后合理改進(jìn)，并計算、分配出其閉合差，保證計算每個水準(zhǔn)點(diǎn)高程的精度要求。在測量過程中，避免由于信號受到干擾而產(chǎn)生測量誤差。對同測站誤差也要加強(qiáng)控制，當(dāng)天線相位出現(xiàn)變化后，點(diǎn)位坐標(biāo)就會出現(xiàn)誤差，一般在3～5cm范圍，但是GPS- RTK技術(shù)要求的定位精度在1cm內(nèi)，針對這一情況，根據(jù)天線精準(zhǔn)的相位圖和基站，合理進(jìn)行數(shù)據(jù)的改進(jìn)。如果存在多徑誤差，導(dǎo)致的后果非常嚴(yán)重，一般誤差在5～19cm范圍，因此測量過程中，點(diǎn)位必須選擇在開闊地帶，同時不能存在反射點(diǎn)，還可以使用扼流圈天線，有效防止天氣環(huán)境的干擾。

總結(jié)：通過以上對GPS- RTK技術(shù)在數(shù)字化地形測量上的運(yùn)用分析，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢明顯，測量精度高，操作簡單，因此得到了廣大技術(shù)人員的青睞，在掌握測量操作技術(shù)后，還應(yīng)該注重對誤差的控制，提高整體測量水平。

參考文獻(xiàn)

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[3]劉犇，孫艷秋. GPS-RTK技術(shù)在數(shù)字化地形測量上的應(yīng)用實驗[J].黑龍江科技信息， 2014（20）：33-33.