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公路测量中RTK作业方式的探讨


公路测量中 RTK 作业方式的探讨
毛迎丹
(浙江水利水电专科学校 [摘 浙江 杭州 310018) 要] GPS RTK技术在公路测量中已得到了广泛应用,但作业方式普遍较为单一。结合会路测量的实际特点,主要探讨公路RTK测量中具有的多种作业方式, 公路测量 作业方式 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0720070-01

提出应根据测区已有控制资料情况和测量成果需求的紧迫程度,灵活选用RTK测量的作业方式。 [关键词] GPS RTK 中图分类号:TU19

实时动态( RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分 GPS技术, 是当代GPS技术发展的一个重大突破。由于它能实时的提供经可 靠性检验的厘米级精度的测量成果,显著地提高作业效率,因而在公路工 程中有着广阔的应用前景,可以完成带状图测绘、中桩测量、纵横断面测 量等工作。本文针对公路测量所特有的带状线路长的特点, 探讨了如何灵 活选用RTK测量的作业方式, 以充分发挥RTK技术的潜能。 一、GPS RTK系统的工作原理 RTK系统主要由一个参考站( 即基准站)、若干个流动站、数据通讯系 统 3大部分组成。基准站包括 : GPS 接收机、 GPS天线、无线电通讯发射设 备、电源、基准站控制器等设备。流动站的基本配置是 :GPS天线、 GPS接 收机、无线电通讯接收设备、电源、流动站控制器。RTK系统的工作原理如 图1所示。

必须先到已知点进行流动观测,获取所有已知点的 84坐标,然后同样在 RTK系统内通过公共点匹配求解坐标转换参数。有了转换参数就可以到待定 点上依次观测了。对于没有布设GPS控制网的公路项目,一般都需要按此种 作业方式进行。 (二)不同坐标系统下的RTK作业方式 进行 RTK测量主要是充分利用它具有的快速定位和实时放样两大功 能。在大多数情况下,只有点位放样才真正需要实时测定,而快速定位并 不都是需要实时提供坐标,也就是说可以通过后处理提供点位坐标。因此 在作业方式上我们完全可以根据公路项目对测量成果需求的紧迫程度,优 化设计RTK测量的作业方式,以达到尽可能缩短外业观测时间,真正提高作 业效率。 1.在国家坐标系统下的 RTK作业方式。所谓在国家 1980或 1954坐标 系统下的RTK作业方式,也就是(一)中所介绍的前两种情形。因为这种作业 方式才是真正意义上的实时提供国家坐标系统下的点位坐标,主要工作也 都是外业完成。它要求测区具有坐标转换参数或者能够实时求定转换参 数。该作业方式主要用于真正需要实时提供点位坐标的公路项目如施工放 样等,在目前具有相当的普遍性。 2.在 WGS84 坐标系统下的 RTK作业方式。所谓在 WGS84坐标系统下的 RTK作业方式,是指 RTK外业测量中无需考虑坐标转换参数而直接实时提供 84 坐标,通过内业后处理提供国家坐标的一种作业方式。这种作业方式的 最大特点是: 不必为求定坐标转换参数而必须提前进行已知点联测, 而只 需在测定待定点时顺便联测已知点。尤其是对于线路较长的公路 R T K测

图1

GPS RTK系统的工作原理

量,无需实时提供国家坐标成果时,按此作业方式可以大大减少外业工作 量,也是本文着力推荐之处。 三、公路RTK测量作业方式的选择 综上所述,公路RTK测量作业方式非常灵活,应该根据公路工程的实际 情况来进行选择,充分发挥RTK测量的技术优势,尽可能地提高工作效率: (一)如果测区已有GPS静态控制网资料,可选择条件好的已知GPS点 作为基准站,在流动站中直接输入转换参数,即可开始RTK作业,实时提供 国家坐标系下坐标成果。 (二)如果测区没有 GPS静态控制网资料,可根据成果需求的紧迫程 度来选择作业方式。需要实时提交成果的,必须现场测定所有已知点的WG S84坐标,求得转换参数后方可进行作业;无需实时提交成果的,可直接在 WG S84 坐标系下进行RTK测量,顺便联测已知点,经后处理后提交国家坐 标系下成果。
参考文献: [1]胡伍生,高成发 . UPS卫星测量原理与应用 [M].北京 :人民交通出版 社, 2002,10. [2]马真安,高小六 .GPS R T K技术在公路勘测中的应用 [J].辽宁省交通 高等专科学校学报,2004,3. [3]吴向阳,王永红 .G P S 技术在道路工程中的应用研究.第一届全国交 通工程测量学术研讨会论文集.西安地图出版社,2003,11. [4]周兴顺,赵卫. GPS RTK技术应用于高速公路中桩放样[J].华东公路, 2002,8. 作者简介: 毛迎丹,女,浙江江山人,浙江水利水电专科学校助教,研究方向为 GIS应用。

二、公路RTK测量的作业方式 RTK测量能实时地给出厘米级的点位三维坐标, 从而解决了许多常规 方法无法解决的技术问题。如公路施工中的三维实时动态放样,可以使勘 测人员逐步摆脱先控制后加密再测图及手工操作的落后局面,实现一步法 自动化数字化测图,这将显著提高劳动生产率。而且因为流动站可以直接 掌握参考站的进程和测点精度状况及可靠性指标,避免了测后返工问题, 可以进一步缩短外业观测时间。 (一)不同起算条件下的RTK作业方式 在进行公路 RTK测量时,起算点的已有坐标数据情况往往不尽相同。 有的已知点可能同时具有WGS-84世界大地坐标系坐标(以下简称 84坐标) 和 1980年国家大地坐标系坐标(以下简称80坐标)或 1954年北京坐标系坐 标(以下简称54坐标),可以求解两系统坐标转换参数,而大多数的已知 点可能只具有 80坐标或 54坐标,还不能直接求解坐标转换参数。特殊情况 下也可能待定点只需要84坐标即可。因此在具体作业方式上会有所不同。 对于已知点同时具有 84坐标和 80坐标或 54坐标的公路项目,可以在 RTK系统中直接输入已知点的两套坐标,选用合适的坐标转换模型,通过公 共点匹配求解坐标转换参数,检验合格后保存采用。此时要求基准站必须 安置在已知点上,而且应输入已有的84坐标,以保证84坐标的一致性;流 动站比较灵活,可以直接到待定点上流动观测,也可以先到个别已知点或 已测点上进行检核测量,以核对坐标转换参数的正确性。对于已经布设 GPS控制网的公路项目,一般都可以按此种作业方式进行。 对于已知点仅具有 80坐标或 54坐标的公路项目, 必须先测定已知点 的 84坐标,为求解坐标转换参数所用。此时要求基准站可以安置在已知点 上,也可以安置在待定点上,甚至可以安置在临时点上,但都必须先进行 单点定位,测定基准站的8坐标,一般取10分钟的观测数据即可。而流动站

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