工程测量中RTK测量技术的运用实践探讨论文_张俊伟,孙振鹏

工程测量中RTK测量技术的运用实践探讨论文_张俊伟,孙振鹏

中冶沈勘工程技术有限公司 辽宁省沈阳市 110168

摘要:全球定位系统技术日益成熟,RTK测量技术也得到发展,在测绘中逐渐应用RTK测量技术。RTK技术可实现实时定位,是以GPS作为框架研发出来的新型技术。本文主要阐述RTK测量技术优点和特征,探讨使用RTK技术发挥出最大的作用,从而为今后有关研究提供参考。

关键词:工程测量;RTK测量技术;运用

近些年来,RTK技术由于动态性和精准性被广泛使用在测量工程中,市政工程和民生有着直接联系,因此需要健全测量工作,通过测技术做好辅助。不断健全RTK技术,使其应用在市政工程测量中。

一、RTK技术优势

(一)市政工程测量特征

城市建设发展速度快,城市规模化建设已初步完成,目前市政工程建设多数是改造居多,其特点是工期紧、工程规模小、分散。市政工程测量范围大多是狭长带状,有着较多无线干扰源、位于城区周边、建筑密集。若是位于地面测量控制点则会受到破坏,若是位于楼顶的高级控制点则会被微波源干扰。

(二)RTK技术优点

第一,工作要求相对较低。RTK几乎不受地形植被、气候和能见度等因素的影响,因此无需两点通视;第二,运行效率高。在一般的操作环境下,RTK的工作半径为10km,减少了已知点的需求会和搬迁设备的次数,要求操作人员数量少,劳动量少,操作速度快;第三,自动化和集成化程度高。内置软件控制系统的测绘功能大,无需人工操作,减少了辅助测量工作和人为误差,达到了操作精度。操作简单,数据处理能力强。只要在设置测站时进行简单的操作,就可以在行走时获得测量结果。数据的输入、存储、处理、转换和输出有着强大的输出功能,能快速地与计算机及其它测量仪器进行通讯,大大减少了工作量;第四,定位准确度高。基本符合RTK工作条件在作业范围内,RTK高程精度和平面准确度数值均能明确到厘米。RTK测量成果是独立观测值,和常规测值不同。

(三)RTK测量原理

RTK技术采用相位差GPS,由基准站发送相位差GPS,移动站接收同时对相位差CPS进行校正,得到准确的定位结果。RTK的原理是在基准站上放置一个接收器,另一个或多个接收器放置在移动台上,基准站和移动站同时接收来自同一GPS卫星的信号。比较基准站获得的观测值与已知位置信息,获得GPS差分改正值。然后通过无线数据链路站将修正值及时发送到移动台,对其GPS观测值进行细化,得到差分修正后移动台的实时位置更加准确。流动站可以处在静态或移动状态。

(四)RTK测量特征

它保留着GPS静态测量的功能,通过后处理的方式观测数据。GPS测量需要配备测绘放样工具和全站仪,但无实时性。RTK直接放样的测量准确度高达厘米位置,能够快速定位,在测量中若遇到障碍也会产生损失,需要重新捕获,然后完成。RTK技术也能够在控制测量时掌握定位结果和定位准确度,有着均匀的精准度,能够节约工作时间,提高工作效率[1]。RTK技术测量技术准确,从而实现精准化定位,保证测量数据有着更高的准确性,使其有着信服力。RTK技术可以提高出站测量效率,其技术更加集成化,被广泛使用在外宣测绘的工作中,可以避免人工测量误差,确保测量准确度。

二、GPS测量特征

GPS和常规测量比较,其特点有:第一,测量准确度高。GPS观测准确度优于常规测量在基线小于50km时,相对定位精度可达1x10-6,在基线大于1000km时,相对定位精度可达1x10-4;第二,车站之间不需要通视。GPS测量不需要站间通视,但可以按照实际需求确定点位,让选点更灵活方便;第三,观察时间短。随着GPS测量技术和软件的不断更新、完善,静态相对定位只需20分钟左右,动态相对定位只需几秒钟。

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GPS测量数据有着较高的准确度,一方面能满足1:500测绘控制测量的点、高程精度要求,一方面误差的分布均匀,无误差堆积的问题出现,符合大比例尺测图的需求。RTK控制测量操作简单,可操作性强。它不仅可以大大提高测量速度,而且可以有效降低操作人员的劳动强度,特别是在通视困难的区域。为了获得高精度的测量数据,它具有更明显的优势。因此,有必要找出适合该地区的壁面比例尺系统和水位模型的换算参数。根据四级及以下控制测量和1:500测绘控制测量的精度和精度,以及本工程对原GPS点的检测结果,可以说明RTK同样适用于四等级以下的控制测量[2]。

三、市政施工中的RTK工程测量技术工作

(一)测量前

准备放线资料:办公室根据需要,提前将线路的起点坐标、折点坐标、终点坐标等要素数据输入到现场电子手册中,需要放线点的坐标数据库包括道路直线上每隔20米的点,曲线上每隔10m点:排水所需井位坐标:施工所需建房角坐标等,加点时要考虑加桩操作的方便性,提高现场数据采集效率。

选定基准站:基准站一方面要符合GPS静态观测的条件,一方面应设置在中心线放样数据范围内RTK移动台接收范围内的最高点,其周围高、开阔,以及不受周围磁场影响的已知点或未知点,以便于发射站,确保工作区域在校准点内。

操作外业:把基准站接收机设置在已知参考点或未知点,待开机后需要进行系统设置、无线电设置和天线高输入工作。移动台接收机打开后,需要先设置系统,输入转换参数,然后设置并初始化移动台,通过校正点获取坐标。

(二)RTK应用在地形测量中

RTK测量可以随时显示位置的三维坐标,因此RTK可以用来测量地形和特征点,同时记录点的序列号和特征。室内工作采用数字测图软件,在实际操作中,独立特征的测量序列号应尽可能连续。例如,对于测量房屋,房屋转角处应至少测量两三个点,测量池应连续测量,并从XX-XX处标记出详细的生成原因特征,勾画出场景。外业工作结束后,按照草图描绘地形图。

(三)RTK在控制测量中应用

由于20km范围内RTK测点平面名义精度为4cm,按照控制测量规范,Ⅰ类导线点的点误差为±4cm。从理论看,RTK测量满足一级以下导线点的技术规范要求,在某工程公路桩的RTK测量中,采用一点法对距基准站5km处的部分四级GPS控制点进行了校核和比较。结果表明,平面坐标分量最大差为2.9cm,最大高差为3.8cm,基本满足一级导线点的标准要求。

在某数字地形图测绘任务中(比例为1:1000),测区宽是0.6千米,长是6千米,总面积6平方千米。

在某工程1:1000数字地形图测绘任务中,测区长约7km,宽约0.7km,面积约5km。利用Ashtechz-x双频GPS接收机,采用静态方法,在整个测区内布设了5个四阶GPS点和21个一阶GPS点。为了逐步检验双频GPS系统的测量精度,采用GPS控制点联测的方法,对12个GPS控制点进行统一检测,参考站位于测区中部。X、Y、H坐标的均方误差分别为±2.9cm、±2.1cm、±5.2cm,结果完全满足一级导线点的标准精度要求。

虽然GPS测量的名义精度和实际测量精度满足一级导线的标准精度要求,但现行标准对一级导线控制测量或GPS测量调整更高精度的数据采集方法和数量还不明确。

结束语:

综上所述,RTK技术发挥着重要的作用在工程测量中,一方面能够提高测量工作质量和效率,一方面能够保证测量结果的准确性,为工程施工提供保证,因此在工程测量中广泛应用。

参考文献:

[1]原慧.新时期矿山测绘工程测量技术的发展与应用分析[J].中国金属通报,2019(07):191+193.

[2]刘中伟.三维测绘技术与工程测量技术的应用与发展[J].工程技术研究,2019,4(14):117-118.

论文作者:张俊伟,孙振鹏

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/2

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