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GPS+RTK技术在工程测量中的应用


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3))( 年

!"# $%& 技术在工程测量中的应用
王国祥, 梅熙 (铁道部第二勘测设计院, 四川成都
[摘 中。 [关键词] $%&; 工程测量; 应用 [中图分类号] "33451 [文献标识码] 6 [文章编号] (3))() ())( 7 4*28 )1 7 )(’’ 7 )3

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要] 本文以 %+,-./0 12)) !"# 接收机为例介绍了 $%& 作业仪器的配置及应用 $%&

技术进行生产作业的过程。通过实例分析可得知: $%& 技术可广泛应用于各项工程测量

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(%P0 #0QHLR #G+S0T KLR U0V,ML >LVW,WGW0 N,L,VW+T HX $K,/YKT, ?P0LMRG ’())*(, ?P,LK) !"#$%&’$: %KZ,LM %+,-./0 12)) !"# +0Q0,S0+ KV KL 0JK-[/0, WP,V [K[0+ ,LW+HRGQ0V WP0 ,LVW+G-0LW QHLI X,MG+KW,HL KLR H[0+KW,LM [+HQ0VV HX WP0 $%& W0QPLH/HMT\ B+H- WP0 KLK/TV,V HX WP0 /,S,LM 0JK-[/0V, Y0 QKL QHLQ/GR0 WPKW WP0 $%& W0QPLH/HMT QKL .0 K[[/,0R WH R,XX0+0LW Z,LRV HX 0LM,L00+,LM VG+S0T,LM\ ($0K/ %,-0 &,L0-KW,Q) ; ()* +,%-#: $%& ;LM,L00+,LM #G+S0T,LM; <[[/,QKW,HL

( $0K/ %,-0 &,L0-KW,Q) 技术又称载波相位 $%& 差分技术, 是实时处理两个测站载波相位观测量 的差分方法, 它可使实时三维定位精度达到厘米 级。常规控制测量如三角测量、 导线测量都要求 点间通视, 费时费工, 而且精度不均匀, 外业中不 能实时知道测量成果和观测精度。 !"# 静态、 快 速静态相对定位测量能够进行各种高精度控制测 量, 它不需 要 点 间 通 视, 但是需要进行数据后处 理, 不能进行实时定位并知道定位精度, 若内业后 处理中发现精度不合要求则必须进行返工。而用 $%& 技术进行控制测量既能实时知道定位结果, 又能实时知道定位精度, 可大大提高作业效率。

Q \ 如果知道地方坐标的投影关系及与 F!# 7 可输入投影、 基准转换参 41 坐标的基准转换参数, 数及地方平面直角坐标, %+,-./0 %#?( 控制器可自 动转换为 F!# 7 41 坐标; 通过后 R \ 利用基准站接收机观测几个小时, 处理软件求解该点的 F!# 7 41 坐标; 这个值可能有几十 0 \ 使用实时单点定位值, 米的误差, 所以还应进行点校正来减弱这种作法 的不利影响。 在我们的实际应用中, 基准站的 F!# 7 41 坐 标一般是通过后三种方法获得。在实际工作中, 我们在 进 行 $%& 测 量 前, 该测区通常已进行了 利用 %+,-./0 !0H-KW,QV @XX,Q0 软件 !"# 控制网观测, 可求取基准转换参数, 也可利用 !"# G+S0T 软件求 得单点定位解。如果该测区没有进行过 !"# 控制 网观测, 我们可通过现场点校正的方法来求取基 准转换参数。 (*) 基准站的电台采用 %$>NN<$& >>0 电台, 在实时测量开始前, 必须保证电台天线已和电台 相连, 否则电台会被烧坏。 (1) 连接 %#?( 控制器到基准站接收机, 建立 项目、 选 择 坐 标 系 统, 选 取 测 量 模 式 为 %+,-./0 选取天线类型、 电台类型, 设置基准坐标, 选 $%&, 取天线高测量方式。

( 实施 !"# $%& 作业的仪器配置
以我院 %+,-./0 12)) !"# 接收机为例说明。 ( \ ( !"# $%& 基准站的设置 (() 基准站应安置在天空比较开阔的地方, 应 该能够看到高度角 (*]以上的天空。 (3) 基 准 站 的 F!# 7 41 坐 标 的 精 度 好 坏 对 $%& 测量来说很重要。每 () 米的坐标误差可导 致基线每公里 ( 毫米的误差。基准站的 F!# 7 41 坐标可通过以下方法获得: K \ 基准站设于 F!# 7 41 坐标已知点上; 可以从先 . \ 如果测区进行过 !"# 控制测量, 前的控制测量中获得;
收稿日期: 3))( 7 )9 7 (2

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第 #, 卷

第,期

王国祥, 梅熙

$%& ’() 技术在工程测量中的应用

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$%& ’() 流动站的设置 流动站项目参数的设置与基准站相似, 不同 (!) 流动站的电台采用内置接收电台。

(,) 校正计算流程见图 !。

处在于: 为了达到厘米级的测量精度, 流动站在进 (#) 行测量前要进行初始化, 初始化的方法有 *(+、 已 知点、 新点三种, 即 ,-.. 接收机可采用 *(+ 方式, 在运动中实现初始化。初始化时要求同步观测到 当卫星数下降到 , 颗以下时, 应 / 颗及以上卫星, 重新进行初始化。 !"0 野外点校正 (!) $%& 实测的坐标为 1$& 2 3, 大地坐标系 坐标, 而我们需要的是 !4/, 年北京坐标系或者地 方独立坐标系成果。在静态测量中, 我们是通过 与地方坐标控制点联测, 并使用后处理软件来求 取 1$& 2 3, 坐标与地方坐标的转换关系, 进而把 $%& 观测的 1$& 2 3, 坐标成果转换为地方坐标成 果。在 ’() 测量中如果该测区进行过静态控制网 测量, 我们可以直接采用后处理得到的转换关系。 如果该测区没有进行过静态控制网测量, 我们可 以采用现场点校正的方法来求解转换关系。 (#) 点校正有两种方法: 5 6 如果知道基准转换 参数和投影, (&7! 控制器软件进行点校正去计算 水平和竖 向 改 正。因 为 当 使 用 了 基 准 转 换 参 数 后, 在地方控制点和 $%& 获得的转换坐标间可能 还存在小的差别, 这些差别能够用辅助校正来减 小, 它们 (&7! 控制器使用点校正来计算这些改正, 也就是平面和高程改正。平面改正去掉了地图投 影中的尺度误差变形, 高程改正把地方椭球高转 换为正 常 高。 8 6 如 果 不 知 道 投 影 和 基 准 转 换 参 数, 定义 9: %;:<=>?@:A B 9: C5?DE, 然后说明在点校 正后要求网格或者地面坐标, 当要求地面坐标时, 必须输入参考高程 (测区平均高程) 。控制器软件 利用提供的控制点计算横轴墨卡托投影和三参数 基准转换。参考高程用来计算投影的尺度因子以 便地面坐标被计算到这个高程面上。 (0) 提供不同的数据时, 点校正输出项目见表 !。
表! 投影 有 有 无 无 基准转换 有 无 有 无 校正输出 平面和高程改正 转换参数, 平面和高程改正 横轴墨卡托投影, 平面和高程改正 横轴墨卡托投影, 零基准转换, 平面 和高程改正 图! 校正计算流程图

#
#6!

$%& ’() 作业过程
单点测量 (!) 将天线安置在测量杆顶端置于观测点上。

(#) 打开 (&7! 控制器电源, 在主菜单上选 &D;F (测量) , 将光标移至 (;@E8I= ’() 上按回车键, G=H 再选择 J=5KD;= L:@A?K (测量点) 。 (0) 将 (HL= M@=IC 设为 (:L: L:@A?, 再输入点名, 代码, 天线高。 (, ) 当 状 态 行 显 示 ’() N +@O=C 时, 按 [ J=5F 键或回车开始观测。观测时间长短与跟踪的 KD;=] 卫星数量, 卫星图形精度, 观测精度要求有关。当 [ &?:;=] 功能软键出现时, 若满足要求按 [ &?:;=] 键存 储观测值, 否则按 [ PK>] 放弃观测。 #6# 放样测量 (!) 首先在 (&7! 控制器主菜单 )=H @A 中输入 需放样的点、 直线、 曲线、 边界、 道路、 横板、 备注等 (下转第 !-! 页)

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第[期

王建武

K?I/3)$;P 的 :AIGD1 语言及其在地图生产中的应用 %() *+ *+ 83-AB2-3 4 ’55 "$ 83-AB2-3 6 5 #7%( 8%%9

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(上接第 ’RS 页)

各项施工放样数据或控制要素。其它作业过程与 单点测量相似。 当初始化完成后, 输入放样点或桩号, 按 (T) [ :1-I1] 或 [ %01/I] 键。这时在 #:K’ 控制器面板上显 示箭头图形及目前位置到被放样点的方位角和水 平距离。观测者只需按箭头提示走向放样点。当 观测者距放样点的距离小于设定值时, 控制器显 示屏上出现表示放样点的同心圆及表示天线中心 的十字丝图形。当十字丝与圆心重合时, 放样结 键进行该点实测。 束, 这时可按 [ ,/-UVI/]

注: 表中较差为 $#L 实测的平面、 高程成果与定测时 控制桩的平面、 高程成果间较差。

W

!9: $#L 作业应用实例与精度分析

使我们在 $#L 技术在我院得到了广泛的应用, 生产中取得了良好的效率, 在此仅介绍两个实例。 W X ’ 碎部测量 T55’ 年 ’ 月我处承接了鹧鸪山隧道工程西洞 口 ’YZ55 新增地形图补测工作。由于测区海拔 WZ55 米, 地形非常复杂, 植被茂密, 通视条件差, 若用常规 测量方法是不可能在短时间内完成高精度的测图 (基准站 ’ 工作。我们采用了 $#L 技术共计 [ 人 个, 流动站 W 个) , 用了三天时间完成 TCZLJT 的 ’ Y 为整个项目的设计工作顺利 Z55 地形图测量工作, 完成提供了保证。在测图工作中, 我们用 $#L 对部 分路线控制桩进行检测 (我处已于 T555 年 \ 月完成 了定测工作) 。精度统计如表 T。
表T 桩号 L[ ] R[^C[ L[ ] S55 L[ ] S’5 L[ ] SZ5 平面坐标较差 (JJ) "O Z WT ’Z ^ (JJ) "& _ ’5 _\ _^ _ TS 高程较差 (JJ) "7 TZ _ ’5 _ ’S W’

以上数据表明: 用 !9: $#L 测量能够获得较 高精度, 完全满足 ’ Y Z55 地形图测图需求。 W X T 中桩放样 T55’ 年 W 月洛湛铁路湖南境 内 某 段 中 桩 放 样。该项目为改线中桩测量, 共计 Z 段, 最长段为 最短段为 \ 公里。若用常规测量方法还 ’S 公里, 需敷设 Z 条附合导线, 按 ’ 组 Z 人, 则最少需要 [5 个组天。我们采用 $#L 技术, 作业中基准站 ’ 人, 共用 ’Z 天就完成全部放样工作。在 流动站 W 人, 放样中, 我们对改线段起终端部分控制桩均进行 《新建铁路 了复测。经检查, $#L 放样精度能满足 工程测量规范》 ( #8’5’5’ _ ^^) 中中桩放样精度限 差要求。

[

结束语

综上所述, $#L 技术较之常规测量有明显优 势。 $#L 作业观测精度高且误差均匀, 可实时知 道观测结果和观测精度, 作业误差相互独立, 不积 累, 不传递。 $#L 作业以其高效率还可广泛应用 于航测外控, 铁路、 公路、 电力的勘测设计和施工 放样以及石油勘探、 水文地质调查等领域。
[参考文献] [’] 徐绍铨, 张华海, 杨志强, 王泽民 X !9: 测量原理及应 用 [,] X 武汉测绘科技大学出版社, T555 X [T] #IGJ‘3/ :VI=/E K?01I?33/I $/H/I/0A/ ,-0V-3( 2?3VJ/ ’, 。#IGJ‘3/ (-=G.-1G?0 NGJG1/a, 2?3VJ/ T) FX :X ;X T555 X

万方数据

GPS RTK技术在工程测量中的应用
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 引用次数: 王国祥, 梅熙 铁道部第二勘测设计院, 四川测绘 SURVEYING AND MAPPING OF SICHUAN 2001,24(4) 8次

参考文献(2条) 1.徐绍铨.张华海.杨志强.王泽民 GPS测量原理及应用 2000 2.Trimble Survey Controller Reference Manual 2000

相似文献(10条) 1.期刊论文 郭敏.GUO Min GPS-RTK技术在大型桥梁工程测量中的应用 -山西建筑2008,34(24)
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本文基于笔者多年从事GPS RTK相关测量的工作经验,研究探讨了GPS RTK工程测量的特点际测量中的技术关键,文章首先简要介绍了GPS RTK的原理 ,而后从四个方面探讨了GPS BTK工程测量的技术特点,这些特点都是笔者基于实际工作经验的总结,在此基础上,笔者详细给出了GPS RTK工程测量的作 业过程,并结合笔者曾经参与的工程探讨了GPS RTK测量所体现的优越性,相信本文的研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

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本文基于笔者多年从事测量相关工作经验,以GPS RTK在城市工程测量中的应用实践,论文高屋建瓴地分析了基于RTK测量的目的和意义,而后阐述了 城市测量的作业流程,最后,笔者结合参与的测量项目实践,探讨了RTK在城市工程测量中的具体应用方法,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华 ,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.

10.期刊论文 陈健华 RTK工程测量应用研究 -科技资讯2009(10)
本文基于笔者多年从事RTK相关测量的工作经验,研究探讨了RTK工程测量的特点及测量中的技术关键,文章首先简要介绍了RTK的原理,而后从四个 方面探讨了RTK工程测量的技术特点.这些特点都是笔者基于实际工作经验的总结,在此基础上,笔者详细给出了RTK工程测量的作业过程,并结合笔者曾 经参与的工程撂讨了RTK测量所体现的优越性,相信本文的研究时从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

引证文献(9条) 1.彭凤珍.胡坤峰 浅析RTK在城镇测量中的应用[期刊论文]-科技信息 2008(36) 2.吴卫平 GPS水深测量系统及其平面定位精度分析[期刊论文]-水运工程 2008(10) 3.谢文斌.马忠斌.徐迪 GPS RTK在图根控制测量中的应用[期刊论文]-测绘与空间地理信息 2008(4) 4.张贺.高洪亮.孟祥来 GPS-RTK技术结合全站仪在像控点测量中的应用[期刊论文]-交通科技与经济 2008(03) 5.朱吉涛 RTK和PPK相配合在航测外业控制测量中的应用[期刊论文]-物探装备 2007(04) 6.张贺.钱林春 GPS RTK在图根控制测量中的应用[期刊论文]-测绘与空间地理信息 2007(04) 7.严勇.龚忆清.袁铭 GPS RTK技术在苏州西部地区像控测量中的应用[期刊论文]-工程勘察 2006(01)

8.许娅娅 全球定位系统(GPS)实时动态(RTK)技术在公路勘测设计中的应用研究[学位论文]硕士 2006 9.王晓华.胡友健 GPS-RTK点校正方法的精度分析[期刊论文]-工程地球物理学报 2005(01)

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