温州市勘察测绘研究院 浙江温州 325000
摘要:我国拥有着广袤的土地和丰富的矿产资源,进行矿产资源的开发和利用,需要进行地形图的测量,对于开采的规划设计、施工具有重要意义。采用地形图测量的方法众多,GPS-RTK是根据实时差分进行相位观测测量的工作原理进行的测量技术。RTK技术改变了传统测量受到控制点位置限制的缺陷,能够对开阔的地带进行地形图的测绘,不再依赖控制点,而是从控制点出发进行测量程序的启用,对于地形变化,无论是沟壑还是山区,都能实现多采集基本数据的测绘作业模式。
关键词:GPS-RTK;地形图测量;技术分析
RTK技术进行地形图的测量,定位速度快,操作简便,且没有累积误差,是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。这一测量技术改变了传统的测量模式,且需要测量人员较少,测量精度高,例如应用GPS内嵌软件数据传输系统和接收设备、构成,是一种新的定位测量方式。实时完成地形图测量的优势使得其具有很高的综合效益,如今在实际地形测量工作中得到广泛的应用。
1、RTK技术概述
RTK(RealTimeKinematics)技术即实时载波相位差分技术,是实时处理两个测点载波相位观测量的差分方法,是一种高效的定位技术。载波相位差分方法分两类:一类是修正法,即将基准点的载波相位修正值直接发给流动站,改正流动站接收到的载波相位,然后求解流动站的实时坐标,该方法初始化速度慢,定位精度稍差,称准RTK技术;第二类是差分法,即求解起始相位整周模糊度,又称RTK初始化,然后再进行实时差分,是真正的RTK技术。差分法要求基准站GPS接受机实时地把观测数据及已知数据传输给流动站GPS接受机,流动站快速求解整周模糊度,在观测到5颗或以上卫星后,可实时求解出厘米级的流动站位置。由此可见,GPSRTK测量除应具备GPS信号接收系统外,还依赖两项关键技术:数据传输和数据实时处理技术。
2、RTK地形图测量技术工作原理
2.1 RTK地形图测量技术的工作原理经过移动站的接收确定信号和位置,通过基准站接收机的设置,得出独立点位的坐标系。
RTK系统在精度上要满足地形图的测绘要求才能保证使用。其组成包括流动站、基准站、中继站。使用手机将连续接受到的卫星信号发送出去,需要把移动站放在若干的点上进行测量通过基线的结算,最终得出所在位置的坐标。在对数据星星处理过程中,将坐标系中的转换参数和后续的图根控制测量参数进行新的测算。
2.2RTK的测量方式按照不同的架设方式分类:将测区内各个测量点周围的控制点进行布设,可以将基准点架设在任意位置并进行校正,在输入已知点的坐标信息后,可以用数字方式与基准站进行连接。也可以得出坐标系后进行独立的坐标转换,再使用碎部测量后,就可以作为基准站来使用了。
2.3将基准站信号通讯方式进行分类,一种是舍弃自己的基准站,以CORS参考站为基准站,利用移动无线网络手法信息。一种是通过电台传递信号、数据。一种是通过UDP来传输服务器数据。三种方法相对而言,第一种额外付费少,使用移动无线网络传递信息,但是需要不断搬迁基准站位置;第二种方法容易导致登录困难,信号不强;第三种接收数据需要另付费。
3、RTK地形图测量技术优点
3.1测量精度高、没有误差积累,是RTK测量技术的优势之一,在满足基本的工作条件知悉,在标准工作半径内进行平面和高度的测量,精度可以达到厘米。
3.2工作效率非常高,能够完成高质量的点位测量,减少传统测量作业中对于仪器进行控制点数量次数的限定的缺陷。
3.3拥有强大的测绘功能,实现自动化和集成化的测量,能够完成各种地形图的测量,配置的内部移动站控制器,不受到人工干预,能够减少辅助测量工作中的人为误差,保证外业和矿山放养工作的要求。
3.4降低了对作业条件的以来,只需要满足能够接受电磁波讯号的条件,就可以在各种天气因素下实现对地形的测绘。
3.5操作简单,具有强大的数据处理能力,移动站能够实时进行坐标放样和坐标测量。
3.6与其他地形图测量方法相对比,采用RTK测量技术的优势,表现在测图面积每平方公里的工天、小组互查、成果精度可控性等方面。
通过统计数据,我们发现:RTK作业对测量工作的支出节约具有很好的效果,对所测的地形等进行重点检查时,能够及时发现并纠正各种因素导致的误差。对于无信号的地物点采取距离交汇的方法,避免工作人员多次返修或者在维修中出现误差。而且如果对图根点漏测的话,可以减少测量和数据的误差,保证地形图的精确度。GPS RTK联合全站仪对地物进行检测的方法,是使用测量人员少、作业时间短的方法。而且能够短时间内一次性完成所有作业。
4、GPS-RT地形图测量实际应用分析
在使用GPR RTK联合应用的测量地形的流程中,改变了传统采用全站仪技能型测量时,工作效率比较低情况,使用了GPR RTK和全站仪联合应用的方法,提高效率和质量。运用RTK进行图根控制测量,使用全站仪进行加密以及对卫星信号较弱的区域进行测量。测图方式采用的是野外全数字化技术。
由于该区域的面积较小,在控制点布设时,选用一级导线网,设置了3个布设点,每个布设点拥有三个方向的通视。分别在该区域的高点和地点进行控制点的布设,精度设置为D级,RTK技术适合开阔地段,按照有关规定对地形测量的标准进行,给定图根点位,采集地形地物的过程比较顺利。采集到的数据进行数据转换,形成地形图需要的坐标数据文件。利用GASS成图软件,描绘出地形图的点阵形态。根据草图再拓展为图形。外业数据采集和编辑完成后,在三角网构建后生成等高线,对不符合要求的等高线进行整改。使用RTK进行成果质量检测。实地测量图根点、碎部点的位置,对比RTK测量成果与实际测量结果,将误差(高程、点位、坐标)、各类权属界限拓展进行文字标注。测量数据检验时需要共同探讨解决方案,避免测量过程出现遗漏或者错误,保证数据准确。通过屏幕菜单中的图示进行操作和编辑对从外业采集到的数据。
5、RTK地形图测量技术应用注意事项
对基准站进行测量的时候,GPS RTK采用多路径效应,可以避免电磁波的干扰以及高大建筑物对测量视野的局限。全站仪可以对图根点进行测量,对GPS RTK测量在定位和精度上的补充。由于城镇的测图一般在五公里范围之内,而且电台的功率一般又比较低,使用联合测量法应注意延長观测时间,周边空旷区域要综合考虑距离与传播方式,确保周边无电磁和水域干扰。才能达到图根点的最佳数值测量。
6、结束语
RTK 技术虽然现在的使用度持续升高,但是技术本身还存在着一定的缺点,应用RTK 技术时应该多次检查测量成果,保证工作的精确度。RTK 技术是科技人员的心血结晶,RTK 技术本身存在的缺点还需要技术人员继续的去探索和解决,不断完善RTK技术,更好的应用在生产生活中。
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