RTK定位技術(shù)在地形圖測(cè)量中的運(yùn)用

呂春江

摘 要： 地形圖測(cè)量過(guò)程中需要對(duì)地形和地物在水平面上的高程及水平面上的投影位置進(jìn)行測(cè)定，并按照一定的比例進(jìn)行縮小，利用各種符號(hào)將其繪制成地形圖。由于地形圖測(cè)量中涵蓋的內(nèi)容較多，因此通過(guò)利用RTK定位技術(shù)來(lái)完成地形圖的測(cè)繪，不僅可以提高地形圖測(cè)量的精度，而且還能夠提高地形圖測(cè)繪的效率。文中從RTK技術(shù)概述入手，分析了地形圖測(cè)量方法和要求，并進(jìn)一步對(duì)RTK定位技術(shù)在地形圖測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞： RTK定位技術(shù);地形圖測(cè)量;控制點(diǎn);碎部點(diǎn);測(cè)量精度

在當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于測(cè)量精度要求不斷提高，在地形圖測(cè)量中，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)已無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)測(cè)量精度的要求。RTK技術(shù)作為GPS技術(shù)的延伸，其在地形圖測(cè)量的應(yīng)用具有其他測(cè)量技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，能夠獲得更為精準(zhǔn)的地形圖。

1RTK定位技術(shù)概述

RTK作為一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的測(cè)量技術(shù)，作為GPS技術(shù)的延伸和突破，其依據(jù)載波相位的觀測(cè)量，實(shí)際測(cè)量過(guò)程中通過(guò)在基準(zhǔn)站內(nèi)部安裝GPS機(jī)，通過(guò)連續(xù)觀測(cè)GPS衛(wèi)星，獲取大量的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)傳輸至動(dòng)態(tài)點(diǎn)，GPS接收機(jī)在數(shù)據(jù)接收過(guò)程中完成數(shù)據(jù)的采集和加工，經(jīng)過(guò)處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)RTK技術(shù)進(jìn)行重組，從而在系統(tǒng)中形成具體的參數(shù)和坐標(biāo)，獲取最終的定位結(jié)果，定位十分精確，可以達(dá)到厘米級(jí)。而且在實(shí)際地形圖測(cè)量應(yīng)用RTK技術(shù)時(shí)，其耗費(fèi)的成本較低，具有高效和高精度的特點(diǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)，因此在當(dāng)前地形測(cè)量和控制測(cè)量應(yīng)用十分廣泛。

2地形圖測(cè)量方法與技術(shù)要求

在具體開始地形圖測(cè)量之前，需要確定適合的比例尺，具體要根據(jù)工程設(shè)計(jì)和工程規(guī)模大小來(lái)選擇適合的比例尺，同時(shí)還要與工程運(yùn)營(yíng)管理需求相結(jié)合。比例尺確定好后，再了解地形圖的分類情況。通常以紙質(zhì)地形圖和數(shù)字地形圖為主。在具體進(jìn)行地形圖應(yīng)用時(shí)，要根據(jù)地面傾斜角的大小來(lái)確定地形圖類型，并將其作為圖上等高距確定的依據(jù)，基于這些地勢(shì)特點(diǎn)為依據(jù)，具體進(jìn)行相關(guān)地區(qū)的地形圖測(cè)量。在具體進(jìn)行地形圖測(cè)量時(shí)可以使用的測(cè)量方法類型較為多樣，具體還需要依靠一定的軟件技術(shù)來(lái)輔助完成地形圖的測(cè)量。選擇軟件技術(shù)時(shí)，要根據(jù)工程測(cè)量特點(diǎn)為依據(jù)，保證測(cè)量精度要滿足相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，軟件功能要齊全，操作更便捷。在實(shí)際測(cè)量開始之后，具體要通過(guò)內(nèi)業(yè)檢查、實(shí)地對(duì)照和實(shí)測(cè)檢測(cè)等步驟，具體測(cè)量完成后，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，保證測(cè)量結(jié)果滿足具體的規(guī)范要求。

3地形圖測(cè)量中RTK定位技術(shù)的運(yùn)用步驟

3.1部署基準(zhǔn)站

在進(jìn)行基準(zhǔn)站布設(shè)時(shí)，需要保證視野開闊，衛(wèi)星高度角宜處于15°以上，而且附近沒(méi)有信息發(fā)生器。基準(zhǔn)站要遠(yuǎn)離交通要道，架設(shè)時(shí)高度為測(cè)區(qū)中相對(duì)制高點(diǎn)，有效的保證差分改正信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。基準(zhǔn)站要與電磁發(fā)射源保持200m以上的距離，與線路之間距離要保持在50m以上。在RTK正常工作情況下，基準(zhǔn)站位置和狀態(tài)需要保持不變，一旦出現(xiàn)調(diào)整則需要再次進(jìn)行校準(zhǔn)。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求采取相應(yīng)的連續(xù)方式，并考慮蓄電池正負(fù)極問(wèn)題。

3.2安排流動(dòng)站

流動(dòng)站需要安排一名專業(yè)測(cè)量人員，將內(nèi)部接收機(jī)、天線和測(cè)桿進(jìn)行連接，設(shè)置電臺(tái)，使其與基站無(wú)線電之間有效連接，對(duì)天線高度和測(cè)量時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行確定，最后進(jìn)行精度指標(biāo)的設(shè)定，嚴(yán)格控制點(diǎn)位和高程誤差。

3.3校正測(cè)量

由于基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)上，因此需要通過(guò)已知點(diǎn)來(lái)進(jìn)行校正測(cè)量，利用手簿來(lái)確定坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)移參數(shù)，具體對(duì)校正點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行確定，并將該點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)導(dǎo)入到手簿中。當(dāng)全部校正點(diǎn)測(cè)量工作完成后，利用手簿執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算即可以對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行確定。校正測(cè)量完成后，通過(guò)利用已知點(diǎn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，沒(méi)有問(wèn)題后才能進(jìn)行后續(xù)操作。

3.4測(cè)設(shè)圖根點(diǎn)

圖根點(diǎn)需要按照點(diǎn)組方式進(jìn)行部署，不同組別內(nèi)包含2個(gè)（也可以是3個(gè)）圖根點(diǎn)，點(diǎn)與點(diǎn)之間互相通視，只有這樣，全站儀測(cè)量過(guò)程才能更快的實(shí)現(xiàn)定向與測(cè)站檢核，根據(jù)點(diǎn)位設(shè)置不同圖根點(diǎn)的間距，通常在100m以內(nèi)。實(shí)地測(cè)量過(guò)程中，為測(cè)站提供相應(yīng)的點(diǎn)名，根據(jù)提示確認(rèn)存儲(chǔ)狀態(tài)，一般來(lái)講，5s便能夠完成一次測(cè)量。測(cè)區(qū)中有287個(gè)圖根點(diǎn)，預(yù)計(jì)用時(shí)287*5s。

4RTK定位技術(shù)在地形圖測(cè)量中的應(yīng)用

4.1控制點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量

在對(duì)碎部點(diǎn)測(cè)量之前，先要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的布設(shè)與測(cè)量，—自2情況下，需要先將控制網(wǎng)布設(shè)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)，控制網(wǎng)通常是對(duì)國(guó)家高等級(jí)的控制網(wǎng)進(jìn)行加密而形成的次級(jí)控制網(wǎng)，結(jié)合加密控制網(wǎng)進(jìn)行圖根控制點(diǎn)的布設(shè)。RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量在布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)和圖根控制點(diǎn)時(shí)需要注意一些問(wèn)題。

其一，控制點(diǎn)的位置應(yīng)選擇在地勢(shì)高、通視條件好，并且交通便利的地區(qū)，使得衛(wèi)星信號(hào)能夠接收與發(fā)射。最好是距離電磁波干擾比較遠(yuǎn)的位置，使得數(shù)據(jù)傳輸能夠更加可靠，同時(shí)與大面積水域保持一定的距離，避免出現(xiàn)強(qiáng)反射物體，造成多路徑效應(yīng)影響。

其二，應(yīng)保證控制點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)合理，RTK電臺(tái)發(fā)射出的信號(hào)一般覆蓋的范圍是5-20千米，因此基站做好在測(cè)量區(qū)域的中間位置，并保證地勢(shì)比較高。如果測(cè)量地區(qū)的地形有比較大的起伏，就需要結(jié)合實(shí)際情況增加控制點(diǎn)數(shù)。

4.2測(cè)量碎部點(diǎn)

利用全站儀對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，將全站儀架設(shè)在測(cè)站點(diǎn)上，定向之后，對(duì)碎部點(diǎn)上的棱鏡進(jìn)行觀測(cè)，明確方向、距離以及天頂距的數(shù)值，并將其記錄下來(lái)。屋外采集數(shù)據(jù)的程序有兩種，一是對(duì)碎部點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)候，需要繪制工作的草圖，從而保證成圖的質(zhì)量。草圖上需要標(biāo)明地形名稱、碎部點(diǎn)之間的連接關(guān)系，通過(guò)計(jì)算機(jī)的繪圖軟件顯示出碎部點(diǎn)，結(jié)合草圖，通過(guò)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)碎部點(diǎn)的準(zhǔn)確連接，將圖形的信息碼輸入其中，最后生成圖形。二是通過(guò)測(cè)繪軟件，結(jié)合實(shí)際地形，繪圖員在現(xiàn)場(chǎng)成圖。對(duì)于地形上部比較開闊的地區(qū)，可以利用RTK作業(yè)模式進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的速度要更快，使用RTK技術(shù)對(duì)碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集時(shí)，需要先將流動(dòng)站開啟，進(jìn)行測(cè)量，定點(diǎn)校正之后，RTK接收機(jī)就可以隨時(shí)獲得三維坐標(biāo)的地形點(diǎn)，并將地物點(diǎn)的特征編碼進(jìn)行輸入，對(duì)草圖進(jìn)行編制，為修圖提供依據(jù)，提高編碼輸入的準(zhǔn)確性。

4.3開展實(shí)地檢查，提高精準(zhǔn)度

作業(yè)完畢后，需要開展實(shí)地檢查工作，檢查點(diǎn)位精度，對(duì)測(cè)量出的數(shù)據(jù)與已知點(diǎn)的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，保證誤差不超過(guò)圖上0.1mm。檢查地形以及地物，補(bǔ)測(cè)遺漏的地物，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并更改。依據(jù)地形圖測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，保證圖根點(diǎn)與最近控制點(diǎn)之間的平面位置誤差小于圖上0.1mm。碎部點(diǎn)與最近圖根點(diǎn)之間的平面位置誤差小于圖上0.6mm。

5結(jié)束語(yǔ)

RTK技術(shù)在地形圖測(cè)量中進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要高度重視測(cè)量技術(shù)問(wèn)題，并把好應(yīng)用時(shí)的質(zhì)量關(guān)，落實(shí)好每一個(gè)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)事宜，全面提高RTK在地形圖測(cè)量中應(yīng)用的效果，確保地形圖的精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)其高效的利用。

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