1、网络 RTK 在公路测量中的应用摘要:随着计算机技术、全球卫星定位技术、通讯和网络技术的迅速发展,网络 RTK技术已日益成热,其应用范围也日益扩大,在相关工程测量中网络 RTK技术的应用也越来越普及,其高精度、高效率及可靠性赢得了广大测绘工作者的青睐。文章阐述了网络 RTK的原理、作业流程及在公路施工测量中的应用,希望对相关技术人员提供理论参考。 关键词:GPS 技术;公路测量;网络 GPS-RTK移动站;精度分析 中图分类号:P258 文献标识码:A 引言 近年来随着网络通讯技术、计算机技术、数据处理技术的发展,网络 RTK技术得到了快速发展,且解决了传统 RTK技术存在的问题,逐渐代替了传
2、统的 RTK测量模式,极大提高了测绘生产作业效率。 一、GPS 技术发展现状 GPS 全球定位系统科技领先,覆盖全球,功能强大,具有全天候连续性的定位功能,提供三维坐标精密无误,能为各类用户服务,周全快速;GPS分为常规测量和相对测量两种,根据载波相位测量局域差方法原理,依照差分计算得出数据,根据算法模型,作业模型分为几大种类,其中就有 RTK、静态、快速静态等等;地壳变形观测使用静态作业模式,用于精度较高的测量,普通的工程测量使用快速静态方法,碎部测量如数据采集,一般使用 RTK测量,其特点省时高效精密度高;GPS 定位主流中,非 RTK技术莫属。GPS 性能强大,不受时空所限,精度高,服务
3、完善,设备先进。 二、GPS-RTK 测量技术的实际应用 GPS 定位技术潜力巨大,自动化程度高,定位精度精密,备受工作人员青睐;八十年代以后,第一代 GPS定位机问世,发展迅速,市场广大。GPS-RTK 实际应用特点: 观测站之间无需通视。传统的测量方法有一定的障碍,比如说必须保持良好的通视,GPS-RTK 彻底将其颠覆,而且选择点位随心所欲,只要信号通畅、空间开阔,觇标也一并省略。 定位精度有了大幅度的提升。GPS-RTK 的精度完全符合大比例尺地形图测绘的要求,广受欢迎。 节时高效。GPS-RTK 的使用,较以前提高数倍效率甚至于更多。快速相对定位法的使用,以前需要数小时的测量,现在不到
4、十分钟就能轻松完成。 提供三维坐标。GPS 测量特点突出,性能强大,观测站平面位置、观测站的大地高程等测量都能够精密测量,在航空摄影等方面应用也极其广泛。 简易操作,测量自动化。自动化程度很高,效率越高,观测月准确,人员工作月轻松省力,工作中,工作人员只需要启动仪器、监测观察即可,其余有赖 GPS测量的自动化功能。 节约成本。GPS 定位技术建立控制网成本低廉,外业费用比常规大地测量技术减少百分之三十左右,工期的缩短也是费用较低的一个原因,随着 GPS接收机不断改进,性能改良,实效益发显著。 作业不受时间限制。GPS 观测随时性,纵然天气恶劣,也基本上不受影响,能够正常观测。 GPS 用户接收
5、机十分精巧,重量轻微,便于携带、收藏和管理。 三、网络 RTK技术的基本原理 网络 RTK也称多参考站 RTK,是近年来在常规 RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的第二代实时动态定位新技术,网络 RTK技术比较有代表性的有 VRS的虚拟参考站技术和 FKP的区域改正参数法技术。其中在公路测量中主要应用的是虚拟参考站技术,与常规 RTK不同,VRS 网络中各固定参考站不直接向移动用户发送任何改正信息,而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心,控制中心由计算机自动选择最佳的一组固定基准站,根据这些站发来的信息,整体地改正 GPS的轨道误差,电离层对流层和大气折射引起的误差,将高
6、精度的差分信号发给移动站。这个差分信号的效果相当于在移动站旁边生成一个虚拟的参考基站,从而解决了 RTK作业距离上的限制问题,并保证了用户的精度。 四、网络 RTK技术在公路施工测量中的应用 随着 RTK数据处理技术和接收机性能逐渐完善,也不断拓宽了 RTK应用领域。在公路工程中实时 RTK 测量可完成多种工作。 (一) 、参数设置 1、打开南方 GPS接收机主机,把主机调成“移动站”模式,打开手薄中的“工程之星”软件,将主机和手薄通过蓝牙连接。 2、配置网络参数。在“工程之星”软件主界面中,点击设置网络连接设置,连接方式根据手机卡类型选择 GPRS或 CDMA,模式选择VRS-NTRIP,然
7、后输入 IP地址,域名,端口,用户名和密码,设置完成后点击“设置”按钮,提示设置成功后退出即可。 3、点校正。测量前应进行点校正,目的是求解 WGS-84坐标转换为用户使用坐标的转换参数。方法如下:移动站接收机先到一已知点,看手薄上测量状态为固定解后往下做。设置求转换参数增加输入当前已知点的点名和点坐标OK把移动站立直在已知点点位上,点击读取当前点坐标输入天线高OK保存选择要保存到的位置,并输入文件名确定OK,保存成功点“应用” ,会退出求转换参数窗口。移动站接收机到第二个已知点上,操作步骤同上,将结果保存到上一文件所保存到的位置,并覆盖原文件,保存成功后点击“应用” 。 (一般用两个点应用求
8、参数即可。如再往下还有第三个,第四个.需要参于求参数,就重复上一步骤,最后增加完后再点“应用” 。 )完成后在已知点上测一下坐标,和已知值比一下,看是否正确,如正确就可以开始测量。 4、公路中线放样 设计人员在大比例尺带状地形图上定线后,需将公路中线在地而上标定出来,即中线放样。近几年传统 RTK技术在公路中线放样上有广泛的应用,但在工作中发现很多问题,如控制点埋设要均匀,作业当中不断移动基准站,电源供给不便等。而基于 CORS的网络 RTK很好地解决了这些问题,采用网络 RTK测量,只需将中桩点坐标输入到 GPS电子手簿中,系统软件就会自动定出放样点的点位,工作人员按软件上的提示,将中线桩位
9、在指定点标定出来,快捷又方便。且每个点测量都是独立完成的,不会产生累计误差,各点放样精度趋于一致。 5、路基的边桩或边坡放样 利用网络 RTK进行路基的边桩或护坡放样时,不需频繁设置转点以及在开挖线边设控制点,故基本上不受上述情况的影响。因前点即流动站是独立的,仪器会引导你去相应桩号位置,如不合适则可自由调整桩号,无须交流,从而提高作业速度。 6、公路应用 实时动态(RTK)定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式,相辅相成的两种模式,非常适用于公路工程中的前端数据采集。GPS 静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。 7、横、纵断面测量 利用中线桩点坐标
10、,公路中线确定后,通过绘图软件,即可给各桩点的横断面和出路线纵断面。由于均是测绘地形图的所用数据通过采集得到的,因此纵、横断面测量不需要再到现场进行。从而外业工作大大减少。如果现场断面测量需要进行时,也可采用实时 GPS 测量。在精度、经济、实用各方面与传统方法相比,都有明显的优势。 8、中线测设 在大比例尺带状地形图上设计人员定线后,在地面需将公路标定出来。采用实时 GPS测量,只需输入中线柱点的坐标 到 GPS 接收机中,放样的点位系统就会定出。由于都是独立完成的每个点位的测量,累积误差不会产生,各点放样精度趋向一致。 五、注意事项 为了保证网络 RTK测量的精度、初始化时间和可靠性,在使
11、用网络RTK测量时应注意以下几点: 1、观测卫星的图形强度。在进行坐标解算时,所采用的卫星数越多,分布越均匀,则 PDOP值小,网络 RTK的解算的精确性和可靠性越高,初始化的时间也越短为保证测量结果的可靠性,一般要求接收卫星数保持5颗或 5颗以上,且 PDOP小于 6时,才进行网络 RTK测量。 2、使用网络 RTK布设图根点时应使用脚架,并严格对中整平,精确量取天线高,第二次出现固定解后再记录,避免初次固定解算整周模糊度出现的错误。 3、已知点检验。在利用网络 RTK测量前,先测量几个已知点来进行检核,一方面可以检验观测精度,另一方面也可以检验坐标转换精度。 结束语 综上所述,GPS 在公路勘测中的应用,是技术的突破,是勘测手段的革命,是作业方法创举,对高等级公路的勘测起到了前所未有的作用,效率的提升,精度的到达,预示着定位技术对公路勘测有巨大的推进作用,方兴未艾,前途广阔。 参考文献 1江从喜,巫升银,杨翊,彭亚凯.浅谈铁路领域中 GPS技术的应用与价值J.企业技术开发,2012(25). 2刘大杰,白征东.大地坐标转化与 GPS控制网平差计算与软件系统M.上海:同济大学出版社,1996 3梁杏球.浅谈网络 RTK技术在公路测量中的应用J.南方金属,2010(3):59-61. 4 赖继文,GPS 测量技术及其在工程测量中的应用J.地矿测绘,2006,3.