1、浅谈 RTK 图根控制测量中的应用前言:随着科学的进步,测绘方法的改进,RTK 测量技术以其快捷、精准的特点广泛地被测量人员所采用,但在测量中仍存在一些问题值得我们去探讨。本文通过对温州电力局丁山 B09 地块平面、高程的测量来分析 RTK 测量的精度。 中图分类号:P258 文献标识码:A RTK 的基本原理 RTK(Real Time Kinematic)技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分 GPS 测量技术,是 GPS 测量技术发展里程中的一个标志,是一种高效的定位技术。它是利用 2 台以上 GPS 接收机同时接收卫星信号,其中一台安置在已知坐标点上作
2、为基准站,另一台用来测定未知点的坐标移动站,基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站,移动站根据这一改正数来改正其定位结果,从而大大提高定位精度。它能够实时的地提供测站点指定坐标系的三维定位结果,并达到厘米级精度。RTK 测量一般有单基准站 RTK 和网络 RTK 两种方法,本次以 WZCORS 网进行网络 RTK 图根控制测量为例,对 RTK 测量的平面精度、高程精度进行分析。 RTK 的误差来源 RTK 定位的误差一般分为两类,一类是与仪器和干扰有关的误差,另一类是与距离有关的误差。与仪器和干扰有关的误差主要包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象因
3、素等。与距离有关的误差主要包括轨道误差、电离层误差和对流层误差等。对固定基准站而言,与仪器和干扰有关的误差可通过各种校正方法予以削弱,与距离有关的误差将随移动站至基准站的距离的增加而加大,所以 RTK 的有效作业半径是有限制的(一般为几公里,网络 RTK 作业时不受此限制) 。与距离有关的误差主要部分可通过多基准站技术来消除,但是其残余部分也随着移动站至基准站距离的增加而加大。 RTK 图根控制测量的一般要求 使用 RTK 进行测量时,一般先对测区进行测区坐标系转换参数的获取,就是利用三个或三个以上已知地方坐标的控制点和在已知点上使用GPS 所测的 WGS84 坐标进行计算求取 WGS84 坐
4、标与地方坐系的转换参数,如果两者的转换参数已知时可直接使用已知参数。 根据规范要求,进行 RTK 控制测量时均需对一个及一个以上的同等级或高等级已知点进行联测,作为一个必要的检核条件,已知数据与检核数据的平面较差不应大于 5cm。一般地,进行 RTK 测量时按下以要求进行: 卫星状态应符合以下几个要求:截止高度角 15o 以上的卫星个数不少于 5 颗,空间位置精度因子 PDOP 值不得大于 6。 流动站观测时采用三角架对中、整平,每次测前、测后进行天线高的量测,量测精确到毫米,测前、测后两次较差不应大于 3mm,每次观测的历元不少于 20 个,采样间隔 2S5S,各点需进行两次或两次以上独立观
5、测,各次测量的平面坐标较差应不大于 4cm,高程较差应不大于 4cm,取中数作为最终成果。 平面坐标转换残差应不大于2cm,高程拟合列差应不大于3cm。 观测前,应在流动站获得固定解,在不丢失初化状态的前提下进行测量,每次观测之间应重新初始化。 当有些地方存在干扰源时或周围存在局部遮挡时,会造成 RTK 测量不正常,导至观测成果出现较大误差甚至错误,一般的这种情况观测时不易被发现,可在测量时根据一些特定的情况加以判定,如初始化很慢,无法获得固定解或获取固定解很慢等情况,当遇到这种情况时最好重连基站或采取关机重新开机重测,或者换时间段进行测量等。 RTK 图根控制测量实例 本次测量选取了 5 个
6、一级导线点(四等水准)分别为:XE028、XE030、DSZZ、XE034、XE041 作为首级控制进行 RTK 控制测量(点位分布如图 1 所示) ,坐标转换水平残差最大为 0.025m 最小为0.003m 高程残差最大为-0.018m,最小为-0.001m。进行 RTK 测量时联测了XE029、XE031 、XE032 、XE033、XE035、XE036 等六个已知点(平面为一级,水准为四等) ,并对测区范围内已埋石的图根点 D1 、D2、 D3、D4等四点进行测量,测量时严格按 RTK 图根测量技术要求进行作业。RTK 测量结束后,采用附合导线测量出 D1 、D2、 D3、D4 等四点
7、的平面坐标,采用水准仪按四等水准要求测出 D1 、D2、 D3、D4 等四点的高程数据。并将 RTK 所测数据与已知数据、导线测量成果、水准测量成果进行对,结果如(表 1)所示。 图 1:控制点分布示意图 如(表 1)结果所示,采用 RTK 与已知数据(或导线测量数据) 、水准测量数据的对比中,两者的平面点位较差其最大为 2.66cm,平均点位较差为 1.50cm;两者的高程较差最大为 1.90cm,高程平差较差为-0.42cm。根据浙江省工程测量规范的要求,图根控制点相对邻近等级控制点的点位中误差不应大于图上 0.1mm,高程中误差不应大于基本等高距的 1/10(本次按 1/500 比例尺地
8、形图计:控制点点位中误差5cm,高程中误差5cm) ,本次所测成果均满足规范要求。 点号 X 坐标(米) Y 坐标(米) 高程 H(米) 差值(CM) 备注 X Y D H XE029 RTK 数据 3079184.534 513650.301 5.584 0.50 -0.30 0.58 0.20 已知点 已知数据 3079184.539 513650.298 5.586 XE031 RTK 数据 3078330.883 513734.399 6.179 0.80 -0.70 1.06 -0.10 已知点 已知数据 3078330.891 513734.392 6.178 XE032 RTK
9、数据 3076708.118 512563.284 6.378 0.30 0.10 0.32 -1.90 已知点 已知数据 3076708.121 512563.285 6.359 XE033 RTK 数据 3076164.885 512136.324 6.298 1.50 -2.20 2.66 -1.70 已知点 已知数据 3076164.900 512136.302 6.281 XE035 RTK 数据 3076147.811 511120.483 5.764 -1.20 0.40 1.26 0.50 已知点 已知数据 3076147.799 511120.487 5.769 XE036
10、RTK 数据 3076496.121 510629.408 5.811 1.50 0.50 1.58 -0.10 已知点 已知数据 3076496.136 510629.413 5.810 D1 RTK 数据 3076739.248 511549.722 6.123 1.20 0.10 1.20 -0.20 图根点 导线、水准数据 3076739.260 511549.723 6.121 D2 RTK 数据 3076948.821 511767.299 5.751 -1.30 -1.50 1.98 -0.30 图根点 导线、水准数据 3076948.808 511767.284 5.748 D
11、3 RTK 数据 3076554.382 511835.509 6.066 -2.40 -0.80 2.53 -1.30 图根点 导线、水准数据 3076554.358 511835.501 6.053 D4 RTK 数据 3076719.845 511969.337 6.213 1.70 0.70 1.84 0.70 图根点 导线、水准数据 3076719.862 511969.344 6.220 平均值 1.50 -0.42 表 1:RTK、导线、水准、已知数据对比表 结语 RTK 测量技术有着精度高、速度快、实时、全天候、点位间不需通视等优点,是我们日常测绘生产中的重要作业手段。应用 R
12、TK 进行测量,有着其它方法不可比拟的优势,在城镇测量中,特别是图根控制测量中,采用 RTK 测量作业的速度比采用全站仪、水准仪等的常规方法作业要快许多,对于大范围的测量,RTK 测量方法的生产效率将成倍提高。 当然 RTK 的测量还是会受到自然条件的限制,如在城区、林区由于环视遮挡物多,RTK 就无法很好地发挥作用,常规的测量方法会有更高的效率。 参考文献 工程测量规范GB 50026-2007 全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规划CH/T 2009-2010 卫星定位城市测量技术规范CJJ/T 73-2010 城市测量规范 CJJ/T 8-2011 浙江省1:500 1:1000 1:2000 基础数字地形图测绘规范DB33/T 552-2005