RTK技术在水利工程断面测绘中应用

RTK技术在水利工程断面测绘中应用时间:2010-12-0113:23来源:未知作者:admin点击:69次RTK技术在水利工程断面测绘中应用薛广鹏(河北省承德市水利水电勘测设计所,河北承德067000)摘要:通过RTK定位技术在水利工程RTK技术在水利工程断面测绘中应用薛广鹏(河北省承德市水利水电勘测设计所,河北承德067000)摘要:通过RTK定位技术在水利工程断面测绘实践,介绍了该技术的原理、施测技术、成果解算和测量精度。RTK技术在测绘范围较大、通视不好和已知成果密度不足情况下使用,使测量变得更快,更准,更方便,其定位和高程精度可达厘米级。关键词:水利工程;RTK技术;测绘;断面中图分类号:TV222·2文献标识码:B文章编号:1672-4011(2010)05-0110-020前言差分GPS(DGPS)是最近几年发展起来的一种新的测量方法。载波相位差分技术,又称RTK(RealTimeKinematic)实时动态定位技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分。能够实时提供测点(用户站)在指定坐标系的三维坐标成果,在测程15km以内可使三维定位精度达到厘米级,是GPS测量技术与数据传输技术相结合的产物,具有实时定位速度快、无需通视、保密性强、误差不累积、操作简便、节省人力、成本低、全天候作业等特点,现已广泛应用于水利、交通、矿山、建筑、房产、地籍测量等图1RTK工作原理示意图领域,在很大程度上提高了工作质量和效率。1RTK的组成及工作原理1·1RTK的组成RTK使用的设备包括:GPS接收机、电台、接收机天线、无线电发射及接受天线、电瓶、三角架、基座、对中杆、背包(参考站设备和移动站设备)及用于数据采集和数据后处理的软件等。1·2RTK的工作原理RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,其基本原理是:基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站,在流动站通过无线电接收基准站所发射的信息,将载波相位观测值实时进行差分处理,得到基准站和流动站基线向量(?X、?Y、?Z);基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点WGS-84坐标,通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x,y和海拔高h(如图1所示)。2RTK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。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,则输入手簿(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,内业输入每个放样点的设计坐标,以便野外实施、准确放样。2·2求定测区转换参数2·2·1测区内转换参数求取对于一定区域内的测量,我们往往利用以往的控制点成果求取“区域性”的转换参数,以便适用于独立坐标系统。其区域性,理论上消弱了变形影响,提高了转换的可靠性。基准站的WGS—84坐标的获得方法有两种:一是使用已有的静态数据,直接将控制点的WGS—84坐标和地方坐标输入手簿直接求取;二是使用采集的方式获取。此种方法是在无WGS—84成果的情况下使用,具体做法如下:基准站的WGS—84坐标直接从手簿中读取,然后将流动站安置于控制点上采集WGS—84坐标,每次测量前总要先对测区进行点校正(WGS—84地心坐标与独立坐标间的转换)。即测前应在测区边沿选择三个及以上分布均匀的控制点进行点校正,求解坐标转换参数。测量时应以其它已知控制点作为检核,当检核精度满足拟测量等级时,方可开始正常作业。将校正参数记录在笔记本上,每次测量前应认真核对本参数,确保本测区参数的唯一性。2·2·2求定转换参数控制点选择注意事项为了求得该测区准确的参数,选用合理的控制点,不仅能覆盖该测区的所有范围,而且能方便地架设基准站。因此这些点一般选在:①高大建筑物上或地势较高、视野开阔、周围障碍物的高度角小于10~15°的位置;②能覆盖测区边缘,离开测区边缘小于1km的位置;③离开高压铁塔、发射塔或强功率发射装置大于200m的位置;④离开大面积水域200m以上距离,以减弱多路径效应的影响;⑤均匀分布在测区内,能保证测区内任何位置离基准站距离小于10~15km的位置;⑥与原来控制网的重合点不少于三个点,联测高等级水准点,且点间构成的图形为闭合图形。2·3RTK作业首先是设立基准站。为了保证基准站的准确性(关键是高程精度),基准站设置在有水准高程的已知点上。架设好基准站。做好GPS接收机、电台及电池等的连线工作,输入作为基准站的控制点坐标及其它一些设置参数后,启动基准站设备进入工作状态,此时移动站可开始工作。为了验证转换参数及参考站设置的准确性,移动站在开始测量工作前,从另一已知点开始出发,通过与已知点坐标验证无误后,才能开始各种测量工作。3RTK在断面测量中的应用3·1堤防工程的断面测量(1)为了提高滦河堤防工程的防洪标准,需进行承德市区段堤防工程的断面测量工作。滦河两岸大部分滩地植被茂密,如用常规断面测量方法来进行测量,由于遮挡或距离过长等原因,要不断地转站来满足测量的需要,耗费大量的人力、物力。根据实际情况,采用RTK作业,先在测区范围内选择E级GPS控制点15个,且每个控制点带有四等水准高程,利用GPS专用数据处理软件,求解出测区内WGS—84坐标与北京54坐标转换关系,上传至每台移动站手簿内,施测时即可实时得到各测点北京54坐标。横断面采用GPSRTK线路放样功能现场施测,即在每个设计好的断面线上取两个点位坐标,根据所取点位坐标形成线路文件,并传入手簿内。GPS的基准台架设在E级GPS控制点上,天线严格对中且量测天线高两次以上取均值,流动站实时接收基准站发送的数据,按手簿内设定的断面线进行线路放样测量,并实行实时点位质量控制;每个参考站在施测前都进行了与己知点的精度比测,比测情况见比测精度统计。