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1、基于水电枢纽工程案例的RTK工程测量技术研究摘要:本文基于笔者多年从事工程测量相关工作经验,以笔者参与的某水电枢纽工程测量项目为工程背景,探讨了RTK技术在工程测量中的应用思路,全文基于具体实例详细论述了RTK技术应用于工程测量的具体流程和需要注意的细节,是笔者长期工作实践基础上的理论升华,能直接用于指导实践,也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:GPSRTK工程测量基准站测区转换参数 :TB22:A:1672-3791(2011)01(b)-0034-02 1实时差分GPS测量技术 差分GPS(DGPS)是最近几年发
2、展起来的一种新的测量方法。实时动态(RealTimeKinematic简称RTK)测量技术,也称载波相位差分技术,是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,它是GPS测量技术发展中的一个新突破。 实时动态(RTK)定位测量系统的构成实时动态定位测量系统主要由以下三部分构成。 (1)卫星信号接收系统在实时动态定位测量系统中。应至少包含两台GPS接收机,分别安置在基准站和流动站上。当基准站同时为多用户服务时,应采用双频GPS接收机,其采样率与流动站采样率最高的相一致。 (2)数据传输系统(数据链)。由基准站的数据发射装置与流动站数据接收装置组成,它
3、是实现实时动态测量的关键性设备。其稳定性依赖于高频数据传输设备的可靠性与抗干扰性。为了保证足够的数据传输距离及信号强度,一般在基准站还需要附加功率放大设备。 (3)软件解算系统。实时动态定位测量的软件解算系统对于保障实时动态测量结果的精确性与可靠性,具有决定性的作用。 在具体外业测量中,可以根据精度要求的不同,选用静态差分定位,快速静态差分定位,动态差分定位或实时动态差分(RTK)等不同的作业模式。 (1)快速静态测量。 GPS接收机在每一用户站上进行静止观测。在观测过程中,连同接收到的基准站的同步观测数据,实时地解算整周未知数和用户站的三维坐标。采
4、用这种模式作业时,接收机可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪,定位精度可达1cm～2cm。这种方法可应用于城市、矿山等区域性的控制测里、工程测量和地籍测量。 (2)动态测量。 动态测量模式,一般需首先在某一起始点上,静止地观测数分钟,以便进行初始化工作。之后,运动的接收机按预定的采样时间间隔自动地进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时地确定采样点的空间位置。目前,其定位的精度可达厘米级。 2RTK工程测量的作业流程 2.1内业准备 在实施RTK外业测量前,应事先收集测区的小比例尺地形图,必要时进行野外踏勘,根据地形测量的特点完成内业的准备工作
5、。主要包括以下几方面的内容。 (1)根据工程项目,设定工程名称。(2)若已知坐标转换参数,则输人手簿(一般此参数未知)。(3)若无坐标转换参数,应整理测区的已知控制点资料,控制点应尽可能均匀分布在测区周围,使得所测点均在已知点的包围之内,尽可能避免从一端向另一端无限制的外推。控制点所处的位置和周围的条件应符合GPS作业的要求。(4)实施工程放样时,内业输人每个放样点的设计坐标,以便野外实时、准确放样。 2.2求定测区转换参数 工程测量是在地方独立坐标系上进行的,这就存在WGS-84坐标和地方独立坐标系的坐标转换问题。 由于RTK作业要求实时给出当地坐
6、标,这使得坐标转换工作非常重要。根据总体规划和工程需要,求定测区转换参数可按如下步骤进行:首先在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点,获得各点的WGS-84坐标和地方坐标系下的坐标,利用同一点的两种坐标求出转换参数。注意,为提高转换参数的可靠性,最好选用4个以上的点进行观测和求解,这样可通过多种点的匹配方案,检验转换参数的正确性及精度。 2.3基准站的选定原则 数据传输系统由基准站发射电台和流动站接收电台组成,它们是实时动态测量的关键设备。稳定可靠的数据链是动态初始化的前提。保持高质量的数据传输,可以减少整周模糊度的解算时间,大大提高主作
7、效率,所以基准站的安置是顺利实施RTK作业的关键之一,基准站安置应满足下列条件。 (1)基准站可设立在有精确坐标的已知点上,也可设在未知点上(最好设在已知点上)。(2)基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方,城市测量首选测区高大建筑物上。(3)为防止数据链的丢失和多路径效应,基准站周围应无GPS信号反射物(大型停车场、大型建筑物、车辆拥挤的街区等),200m范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源。(4)考虑到南北极附近是卫星的空洞区,电台的天线应架设在GPS接收机的北方。 2.4RTK施测步骤 野外作业时,基准站安置在选定
8、的控制点上,打开接收机输人点号、天线高、范围内有3个
