gps(rtk)技術(shù)在地下管線控制測量中應(yīng)用

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1、GPS(RTK)技術(shù)在地下管線控制測量中應(yīng)用　　摘要：GPS（RTK）技術(shù)是GPS定位技術(shù)最新發(fā)展技術(shù)，應(yīng)用于城市地下管線測量中，其主要優(yōu)點(diǎn)有操作快捷、直觀、平面定位精度高、自動(dòng)化程度高、誤差不累積等優(yōu)點(diǎn)，提高了地下管線測量質(zhì)量、工作效率。關(guān)鍵詞：GPS；RTK；控制測量；動(dòng)態(tài)定位；管線測量中圖分類號：P258文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A引言隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展，原來的地下管線已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需要，地下管線面臨著將要改建或者是廢棄，新的地下管線將涌現(xiàn)出來。傳統(tǒng)的地下管線普查控制測量主要采用導(dǎo)線網(wǎng)或附合導(dǎo)線的方法來布測，不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí)，要求點(diǎn)間通視，而且

2、精度分布不均勻，在外業(yè)不知精度如何。采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)，精度雖高但效率較低，而且在外業(yè)測設(shè)過程中不能實(shí)時(shí)知道定位精度，如果測設(shè)完成后，回到內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求，還必須返測。而采用RTK來進(jìn)行控制測量，能夠?qū)崟r(shí)知道定位精度，如果點(diǎn)位精度滿足要求，作業(yè)人員就可以停止觀測，同時(shí)知道觀測質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。因此，把RTK技術(shù)用于地下管線普查控制測量值得探討和推廣。61GPS（RTK）工作原理和系統(tǒng)組成1.1GPS（RTK）工作原理GPS是以人造衛(wèi)星組網(wǎng)為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。利用設(shè)置在地面或運(yùn)動(dòng)載體上的專用接收機(jī)，

3、接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位。RTK平面定位技術(shù)是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。1.2GPS（RTK）系統(tǒng)組成（1）基準(zhǔn)站部分，在一定的觀測時(shí)間內(nèi)，一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)分別固定在一個(gè)或幾個(gè)測站上，一直保持跟蹤觀測衛(wèi)星，并提供差分坐標(biāo)、星歷等信息。（2）差分傳送部分，將基準(zhǔn)站差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給移動(dòng)

4、站，包括測站坐標(biāo)、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)等數(shù)據(jù)。（3）移動(dòng)站部分，接收GPS信號及基準(zhǔn)站差分信號，并進(jìn)行解算，得到實(shí)時(shí)的高精度定位結(jié)果。（4）手簿終端控制器，內(nèi)置RTK測量軟件，可設(shè)置基準(zhǔn)站，移動(dòng)站的工作參數(shù)，顯示運(yùn)動(dòng)中的移動(dòng)站實(shí)時(shí)坐標(biāo)成果、測量技術(shù)參數(shù)。62實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)簡介實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置一臺(tái)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)，計(jì)算機(jī)根

5、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。這樣用戶就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測待測點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況，根據(jù)待測點(diǎn)的精度指標(biāo)，確定觀測時(shí)間，從而減少冗余觀測，提高工作效率。3測量實(shí)施3.1基準(zhǔn)站的架設(shè)(1)資料收集準(zhǔn)備，星歷預(yù)報(bào)編制工作計(jì)劃。(2)在基準(zhǔn)站對中整平安置好GPS接收機(jī)，連接發(fā)射電臺(tái)、電臺(tái)天線和電瓶，量取GPS天線高，工作模式選擇RTK。(3)設(shè)置基準(zhǔn)站。(4)輸入控制點(diǎn)。(5)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。用控制點(diǎn)聯(lián)測法求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)適用于當(dāng)測區(qū)已有地方假定坐標(biāo)系而其大地6定向未知時(shí)，以已知控制點(diǎn)聯(lián)測的方法構(gòu)成地方坐標(biāo)系做坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

6、。本次測量采用聯(lián)測已知控制點(diǎn)的方法，由系統(tǒng)自動(dòng)解算轉(zhuǎn)換參數(shù)。完成上述操作后，手簿內(nèi)部自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解，然后就可進(jìn)行具體的測量操作。3.2圖根點(diǎn)測量進(jìn)行圖根點(diǎn)的觀測時(shí)，為保證圖根點(diǎn)精度，同一點(diǎn)觀測兩次取其中數(shù)為最終成果，兩次測量較差不大于±5cm，方進(jìn)行下一點(diǎn)觀測。當(dāng)出現(xiàn)點(diǎn)位失鎖時(shí)重新初始化，再次進(jìn)行觀測，直到得到固定解。部分控制點(diǎn)，由于附近障礙物較多，信號不好，坐標(biāo)解算不出來時(shí)，將接收機(jī)移到旁邊得到固定解后，再慢慢的將接收機(jī)移至點(diǎn)位上來進(jìn)行測量。4影響RTK精度的因素及應(yīng)對措施4.1主要影響因素(1)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度。求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)至少需要

7、3個(gè)已知公共點(diǎn)，其精度不僅與測區(qū)內(nèi)選擇的公共點(diǎn)的位置和數(shù)量有關(guān)，還與選用的已知公共點(diǎn)的坐標(biāo)精度有密切關(guān)系。(2)作業(yè)環(huán)境。參考站的選擇要合適，參考站要遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射臺(tái)、變電站、飛機(jī)場、高壓線等無線電干擾源，遠(yuǎn)離大面積水域，防止GPS信號的多路徑效應(yīng)影響。6(3)人為因素。測量員作業(yè)不熟練，在作業(yè)時(shí)，如果屏幕顯示不是固定解就記錄數(shù)據(jù)，會(huì)降低放樣點(diǎn)的精度，甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤；如果接收機(jī)天線未保持垂直，測設(shè)的成果就不可取，人為地降低了測設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)精度；如果電瓶電量不足，也會(huì)降低流動(dòng)站測設(shè)的坐標(biāo)的精度和可靠性。4.2提高精度的主要措施(1)參考點(diǎn)盡量選在較高

8、的位置，要適當(dāng)提高基準(zhǔn)站發(fā)射天線的高度。盡量采用已建成的國家高等級GPS點(diǎn)、三角點(diǎn)或一個(gè)控制網(wǎng)內(nèi)經(jīng)過統(tǒng)一平差的GPS點(diǎn)，使