RTK技術(shù)在物探重力測(cè)量點(diǎn)高程測(cè)定中的應(yīng)用

袁雪超

河北省地球物理勘查院

RTK技術(shù)在物探重力測(cè)量點(diǎn)高程測(cè)定中的應(yīng)用

袁雪超

河北省地球物理勘查院

RTK測(cè)量是根據(jù)GPS的相對(duì)定位理論，將一臺(tái)接收機(jī)設(shè)置在已知點(diǎn)上(基準(zhǔn)站)，另一臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)放在待測(cè)點(diǎn)上(移動(dòng)站)，同部采集相同的衛(wèi)星信號(hào)。基準(zhǔn)站在接收GPS信號(hào)并進(jìn)行載波相位測(cè)量的同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給移動(dòng)站；移動(dòng)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，然后利用GPS控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件與本機(jī)采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，最終顯示三維坐標(biāo)的平均值精度。基于此，本文將著重分析探討RTK技術(shù)在物探重力測(cè)量點(diǎn)高程測(cè)定中的應(yīng)用。

RTK技術(shù)；高程測(cè)定；應(yīng)用

1、RTK技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

RTK又稱載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。RTK測(cè)量的工作原理：將一臺(tái)GPS接收機(jī)固定在某一位置(稱為基站)，用一臺(tái)(或幾臺(tái))GPS接收機(jī)流動(dòng)觀測(cè)(稱為流動(dòng)站)，當(dāng)基站與流動(dòng)站同時(shí)觀測(cè)同一組衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)時(shí)，基站將獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)與已知點(diǎn)的信息作比較，得到一個(gè)GPS差分改正值，再將該改正值通過(guò)無(wú)線電傳輸給流動(dòng)站，這時(shí)就得到經(jīng)差分改正后的流動(dòng)站準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位置信息，完成了流動(dòng)站定位，整個(gè)定位過(guò)程只需幾秒鐘。RTK系統(tǒng)主要由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)構(gòu)成。RTK測(cè)量技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：第一，RTK技術(shù)由于很好的利用了現(xiàn)代比較先進(jìn)的GPS系統(tǒng)，于是在根本上就克服了以前測(cè)量中所采用的傳統(tǒng)技術(shù)所存在的工作效率低下、測(cè)量精度難以保證等弱點(diǎn)，它是一種采用空間實(shí)時(shí)定位獲取測(cè)量數(shù)據(jù)的方法，這種技術(shù)能夠保證在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，所獲得的測(cè)量結(jié)果不會(huì)受到測(cè)量地形變化、氣候變化等不利因素的影響和制約，不僅能夠滿足測(cè)量的精度，而且還可以保證工作的速度；第二，該測(cè)量系統(tǒng)可以對(duì)任何待測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行高精度的定位測(cè)量，也就是說(shuō)，不需要再像傳統(tǒng)測(cè)量方法那樣去保持各個(gè)測(cè)站點(diǎn)之間的通視，在各個(gè)移動(dòng)站點(diǎn)上，只需要安排一個(gè)常駐的測(cè)量人員就可以完成整個(gè)測(cè)量工作，省去了很多人力物力，也大大的提高了工作的效率；第三，該測(cè)量系統(tǒng)還能夠很好的處理輸入的數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在系統(tǒng)當(dāng)中，然后通過(guò)各個(gè)測(cè)站之間的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠方便的將一個(gè)測(cè)站上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)測(cè)站，極大的縮短了數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間。

2、物探重力測(cè)量點(diǎn)高程測(cè)定中RTK技術(shù)的應(yīng)用

以某工程實(shí)際為例，分析其RTK技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)：

2.1用藍(lán)牙將手簿和中移動(dòng)站的主機(jī)相連，同時(shí)在連接之后還要完成坐標(biāo)系統(tǒng)和投影參數(shù)的設(shè)置等等。如果解類型是窄帶固定解的時(shí)候，在兩個(gè)已知點(diǎn)上測(cè)量出坐標(biāo)的數(shù)值，同時(shí)還要將其轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可以識(shí)別的參數(shù)。平面上坐標(biāo)的差值必須要在±2厘米之內(nèi)，高程方面的差值必須要控制在±5厘米。

2.2設(shè)置基準(zhǔn)站在作業(yè)區(qū)域當(dāng)中的坐標(biāo)系統(tǒng)如果正好搞是標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，我們?cè)谧鳂I(yè)的時(shí)候可以先求出轉(zhuǎn)換參數(shù)或者是七參數(shù)的方法開(kāi)展作業(yè)，在使用求轉(zhuǎn)換參數(shù)的方法進(jìn)行操作的時(shí)候，必須要注意的一個(gè)問(wèn)題就是基準(zhǔn)站比一定要設(shè)置在已知點(diǎn)上，可以在側(cè)屈中心祖安澤一個(gè)視野相對(duì)比較好，交通條件也比較優(yōu)勢(shì)的地點(diǎn)設(shè)置基準(zhǔn)站。如果在作業(yè)的過(guò)程中使用七參數(shù)的方法進(jìn)行操作，主機(jī)一般要設(shè)置在已知點(diǎn)上，因?yàn)樵谄渥鳂I(yè)的過(guò)程中需要先在主機(jī)當(dāng)中輸入已知點(diǎn)的坐標(biāo)，因此在這一過(guò)程中必須要用手簿來(lái)完成基準(zhǔn)站的設(shè)置工作。

2.3RTK重力測(cè)量定位的過(guò)程中必須要首先做好基準(zhǔn)站的設(shè)置工作，之后再選擇另外一個(gè)控制點(diǎn)對(duì)其開(kāi)展全方位的檢測(cè)，此外其檢測(cè)的結(jié)果要完全符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這個(gè)時(shí)候才能進(jìn)行重力點(diǎn)定位工作。在采用RTK測(cè)量的過(guò)程中應(yīng)要注意的一點(diǎn)就是RTK固定誤差值殘差值必須要控制在10毫米。在該項(xiàng)目測(cè)量工作中，測(cè)量的重力剖面為7.22km，同時(shí)還要按照設(shè)計(jì)的要求將點(diǎn)距設(shè)置為10米，重力的定位點(diǎn)一共有722個(gè)，這些點(diǎn)都采用了RTK技術(shù)完成測(cè)量，其中有接近23%的測(cè)點(diǎn)是按照四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求開(kāi)展測(cè)量工作的。

3、提高測(cè)量精度的措施

3.1注意坐標(biāo)參數(shù)的轉(zhuǎn)換。現(xiàn)階段求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的方法有兩種：其一是在手簿中直接輸入WGS84坐標(biāo)和控制點(diǎn)的1954北京坐標(biāo)，由其自動(dòng)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)；其二是處于檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的控制點(diǎn)無(wú)WGS84坐標(biāo)的情況，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后在系統(tǒng)中輸入控制點(diǎn)的坐標(biāo)，運(yùn)用RTK對(duì)控制點(diǎn)采集WGS84坐標(biāo)，最后在運(yùn)用建模的方法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，控制點(diǎn)的數(shù)量和分布都可能會(huì)影響該轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3.2出現(xiàn)測(cè)量盲點(diǎn)的補(bǔ)救措施。在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候如果出現(xiàn)盲點(diǎn)，首先想到的就應(yīng)該是數(shù)據(jù)鏈在接收信號(hào)的時(shí)候出現(xiàn)了問(wèn)題，這種情況下就可以適當(dāng)?shù)奶嵘鶞?zhǔn)站和流動(dòng)站天線的架設(shè)高度，而且在架設(shè)流動(dòng)站天線的時(shí)候可以運(yùn)用長(zhǎng)垂準(zhǔn)桿，從而盡可能的保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度。如果這樣還是不能解決盲點(diǎn)的問(wèn)題，那么就應(yīng)該考慮對(duì)測(cè)站進(jìn)行搬遷了。如果盲點(diǎn)的出現(xiàn)是因?yàn)樾l(wèi)星接收狀況不好，這種情況就可以圍繞盲點(diǎn)周邊增設(shè)圖根控制點(diǎn)，這是為后續(xù)運(yùn)用全站儀補(bǔ)測(cè)盲點(diǎn)提供方便。

3.3觀測(cè)中選擇正確的校核方法。在布測(cè)測(cè)量控制網(wǎng)的時(shí)候，運(yùn)用靜態(tài)GPS或者全站儀，控制點(diǎn)應(yīng)該提前多布設(shè)一些，在進(jìn)行測(cè)設(shè)的時(shí)候測(cè)量出這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)已經(jīng)測(cè)量出來(lái)的控制點(diǎn)比較校核其他的控制點(diǎn)，如果出現(xiàn)問(wèn)題就應(yīng)該及時(shí)的予以糾正，以上方法被稱作已知點(diǎn)校核比較法。另外一種方法就是重測(cè)比較法，在成功完成測(cè)量設(shè)備的初始化之后，對(duì)RTK點(diǎn)或者已經(jīng)進(jìn)行測(cè)量的高精度控制點(diǎn)重復(fù)的進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)前后兩次測(cè)量所得的數(shù)據(jù)達(dá)到要求之后在實(shí)施RTK測(cè)量。

總而言之，RTK技術(shù)能夠?qū)鶞?zhǔn)站和流動(dòng)站的載波測(cè)量值進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理，它是一種比較常用的新型GPS測(cè)量方法。RTK技術(shù)在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候所得出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠達(dá)到厘米級(jí)精確度。故而有必要在以后的實(shí)際工作中得到我們進(jìn)一步應(yīng)用研究。

[1]易啟林，李建軍，孫毅.地球形變對(duì)重力測(cè)量的影響初探[J].海洋測(cè)繪，2007(6).

[2]歐陽(yáng)欣，張立亭.RTK在數(shù)字地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用[J].地理空間信息，2008(03)：100－101.