GPS (全球卫星定位系统) 自20世纪80年代中叶投入民用后, 已在导航、定位等领域广泛应用, 尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点, 普遍采用其来代替 (逐渐地) 常规的三角、三边、边角等方法, 并在理论、实践中取得了可喜的成果。但是GPS静态、快速静态相对定位测量需要进行数据后处理, 不能进行实时定位并知道定位精度, 若内业后处理中发现精度不合要求则必须进行返工。而用RTK技术进行城市导线测量既能实时知道定位结果, 又能实时知道定位精度, 可大大提高作业效率。因此对如何利用动态RTK技术进一步提高工作效率和拓宽GPS的应用领域进行研究, 就显得十分必要。
1 测量过程与方法研究
为满足城市建成区和规划区测绘的需要, 城市控制网控制面积大、精度高、使用频繁等特点, 城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面, 随着城市建设的飞速发展, 控制点常被破坏, 影响了工程测量的进度, 如何快速精确地提供控制点, 直接影响工作的效率。常规城市导线测量, 就是利用全站仪按照《城市测量规范》的要求, 测定角度和边长, 附 (闭) 合到高一级的已知点上, 利用软件进行导线测量平差, 得到各导线点的平面坐标, 绝对误差、相对误差和误差椭圆, 并且要求点间通视, 费工费时, 且精度不均匀。GPS静态测量, 点间不需通视且精度高, 但需事后进行数据处理, 不能实时知道定位结果, 如内业发现精度不符合要求则必须返工。RTK技术无论是在作业精度, 还是作业效率上都具有明显的优势。
采用徕卡SR530 (精度指标为2cm+2ppm) 进行城市导线测量。现将作业流程和实际问题解决方法进行分析和总结。
1.1 收集测区控制点资料
进行作业前, 首先收集测区的控制点资料, 包括控制点坐标、等级、中央子午线采用的坐标系、以及点之记等。
1.2 求定测区转换参数
RTK测量在WGS84坐标系下进行, 城市导线测量中在北京54坐标上进行, 在进行RTK控制测量前, 利用高等级控制点, 作为RTK控制测量的联测点, 求定测区的坐标转换参数。
在36个高等级的控制点上架设流动站, 这3~6个高等级的控制点分别具有WGS84地心坐标和北京54坐标, 按一步法或经典法进行坐标转换。为了保证转换参数的可靠性和精度, 对实际测量进程中要注意问题及处理方法总结出以下几点: (1) 流动站架设的高等级控制点尽量均匀的分布在整个测区范围, 且这些高等级控制点应精度可靠, 点位保存完好; (2) 为了检验转换参数的精度和可靠性, 选用另外几个点不参与计算, 起校验作用。
1.3 参考站的架设
参考站的选择对于整个RTK城市导线测量过程来说都十分重要。根据实际测量作业经验发现在选择参考站时应着重注意以下几点。
(1) 参考站架设在具有坐标的高等级控制点上; (2) 参考站要选取在地势高, 交通便利, 视野开阔, 远离大功率无线电发射源 (如微波塔、变电所等, 距离不小于40m) , 远离高压输电线 (距离不小于200m) , 周围无障碍物和大面积水面, 有利卫星信号接收和数据传输的位置; (3) 为减弱多路径效应的影响, 参考站周围不应有对电磁波反射 (或吸收) 强烈的物体。
2 城市导线测量精度分析
临海市建城区约35km2, 城区导线点多是1999年左右采用全站仪按照常规方法进行施测的, 并且大多随着城市建设破坏十分严重, 所以先利用静态GPS进行首级控制测量, 以保证整个测区坐标的统一性, 然后利用RTK技术进行导线测量。为了确保测量的精度, 首先进行了5个点的试验, 并将RTK技术测量成果和全站仪测量成果进行分析比较阁。精度分析结果见表1。
在RTK测量中, 重复施测了一定数量的测点, 坐标较差见表2。
从表1、表2可以看出:RTK测量的点位精度可达到cm级, 各点位之间不存在误差累积, 与全站仪测定结果符合的也较好, 能够满足城市导线测量的精度要求。
现今, 笔者已参与采用RTK替代全站仪完成了临海市域及所有镇区约500km2的导线加密控制测量, 该方法用于控制测量, 不仅节省了人力物力, 同时大大提高了工作效率。
3 结语
根据工程实例可以看出, RTK技术较之常规测量有明显优势, 主要表现在观测精度高且误差均匀, 实时知道观测结果和观测精度, 测量误差相互独立, 不积累, 不传递。RTK作业以其高效率还可广泛应用于航测外控, 铁路、公路、电力的勘测设计和施工放样以及石油勘探、水文地质调查等领域。
实践证明, RTK控制测量能够达到导线测量的精度要求, 可以代替导线测量, 而且还具有以下优点: (1) 布点方便, 测点间只需一个方向通视; (2) 点的坐标可以现场提供, 作业效率高; (3) 点位精度均匀, 而且相互间不传递。
摘要：本文基于笔者多年从事GPS控制测量的相关工作经验, 以GPS RTK技术在城市导线测量中的应用为研究对象, 论文首先分析了城市导线测量的过程与方法, 进而探讨了城市导线测量的精度分析策略, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：城市,导线,测量,精度
参考文献
[1] 李德奖.铁路测量中RTK作业方式的探讨[J].科技资讯, 2010 (1) .
[2] 郑强, 吴迪军.GPS-RTK技术在复杂公 (铁) 路工程测量中的应用[J].地理空间信息, 2006 (6) .