【成都某新区RTK工程测量实施探讨】 工程测量基本知识

　　摘 要:近年来,随着GPS定位技术的迅速发展,实时动态测量技术(Real Time Kinematic,简称RTK)以其地高精度,实时性,轻便灵活等优点,已逐步应用于城市图根测量、工程测量、工程放线、碎部测量、地籍测量等诸多方面,并且正在向城市一、二级导线、GPS控制测量方向拓展。本文以笔者参与的南宁某项目为工程背景,探讨了GPS RTK技术在城市工程测量中的应用思路,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:GPS RTK 城市工程测量 基准站 测区转换参数
　　中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0042-02
　　1 GPS系统的组成与测量特点
　　GPS全球定位系统是由空间卫星群和地面监控系统两大部分组成,除此之外,测量用户还应有卫星接收设备。
　　GPS全球定位系统的测量有以下特点。
　　(1)测站之间无需通视。
　　测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点,使得选点更加灵活方便。但测站上空必须开阔,以使接收GPS卫星信号不受干扰。
　　(2)定位精度高。
　　一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+1×10-6,而红外仪标称精度为5mm+5×10-6,GPS测量精度与红外仪相当,但随着距离的增长,GPS测量优越性愈加突出。实验证明,在小于50km的基线上,其相对定位精度可达12×10-6,而在100km～500km的基线上可达10-6～10-7。
　　(3)观测时间短
　　在采用GPS布设控制网时,每个测站上的观测时间一般在30min～40min之间,观测时间很短;采用快速静态定位方法时,观测时间更短。如,使用Timble4800GPS接收机的RTK法可在5s以内求得测点坐标。
　　(4)提供三维坐标。
　　GPS测量在精确测定观测站平面位置的同时,可以精确地测定观测站的大地高程。
　　(5)操作简便。
　　GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋于小型化和操作“傻瓜”化,观测人员只需将天线对中、整平,量取天线高打开电源即可进行自动观测,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其他GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
　　(6)全天候作业。
　　GPS观测可在任何地点、任何时间连续地进行,一般不受天气变化的影响。
　　2 实时差分GPS测量技术
　　GPS技术的发展已经先进到能在野外实时获取点位厘米级的水平精度。实时动态GPS分为两台(常规)RTK同时应用,也就是两台仪器之间应有无线电遥测通信线路。其中一台接收机被指定为基台,另一台接收机作为漫游。基台接收机被安放在已知点上,用它跟踪GPS码和进行载波测量,然后通过无线电遥测线路将测量的数据迅速送给漫游接收机。
　　随着GPS测绘技术的不断更新,利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标覆盖城市的范围越来越大,被更多的网络RTK用户所共享,减少上基准站的成本,直接采用一台移动的漫游接收机就可以实现外业数据采集了。整个GPS载波相位的计算是通过漫游接收机对载波相位模糊度求解。当正确的载波相位值得到后就可以进行数据的获取。使用实时动态GPS测量,测量师只需站在感兴趣的点位几秒钟,就能快速、高效地完成测量。将GPS获得的数据经过数据传输软件,直接传输到计算机中,再转换成可成图的数据格式。在外业一般还可通过RTK实时的进行测定界桩、放样工程建筑物、及在现场测定点的范围进行面积等几何计算,且方便快捷。
　　3 城市RTK横量的作业流程
　　3.1 内业准备
　　GPS功能必须具备GPS终端要素。在实施RTK外业横量前,应提前搜集测区的小比例尺地形图,必要时首先进行野外踏勘,其次再根据城市衡量特点完成。
　　GPS是一种新的常用的测量方法,以前的静态、动态、快速静态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,达到厘米级精度。同时应用,也就是两台仪器之间应有无线电遥测通信线路。在RTK工作模式下,RTK用户所共享,减少上基准站的成本,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。
　　3.2 求定测区转换参数(一般采用此种方法)
　　GPS应用的重大里程碑,各种控制测量带来了新光明,各种控制测量带来了新光明。载波相位值得到后就可以进行数据的获取,整个GPS载波相位的计算是通过漫游接收机对载波相位模糊度求解。这就存在WGS-84坐标和地方独立坐标系的坐标替换问题。使用实时动态GPS测量,测量师只需站在感兴趣的点位几秒钟,能够快速、高效地完成测量。随着GPS测绘技术的不断更新,现在多个城市的国土和规划部分都有自己独立的基准站,GPS系统信息,如卫星等状况。覆盖城市的范围越来越大,依照工程项目的总体策划和需求,求定测区替换参数可按步骤如下进行几点: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坐标与地方坐标系下的坐标,利用同一点的两种坐标求出替换参数。注意,为提高替换参数的可靠性。
　　3.3 RTK施测步骤
　　在外工作时,基准站安置在选定的控制点上,打开接收机输人点号、天线高、WGS-84的已知坐标;设定完毕检查接收的GPS卫星数≥5颗。检查电台发射指示灯是否正常,基准站设定完成。GPS测量的自动化程度很高。目前GPS接收机已趋于小型化和操作,检查电台接收指示灯是否正常,检查接收卫星颗数4颗,流动站可开始横量任务。先联测1～2个已知控制点,评定横量精度。在外业一般还可通过RTK实时的进行测定界桩、现场测定点的范围进行面积等几何计算,且方便快。外业横量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统,直接下载到计算机内,测量范围,当然在数据传输方面也有了长足的进展。