基于南宁项目实例的RTK城市控制测量方法研究

2022-09-22

1 RTK技术

G P S实时动态测量 (R e a l-T i m e Kinematic) 简称RTK, 是实时处理两个测站载波相位观测值的差分方法。具体作业方法是设置GPS基准站一台, 并将一些必要的数据, 如坐标系转换参数、预设精度指标、基准站坐标等输人GPS手簿, 一台或多台GPS流动站在若干个待测点上设站;基准站与流动站同时接收卫星信号;同时基准站通过电台将其观测值和设站信息一起传送给流动站;流动站将接收到的来自基准站的数据及GPS观测数据, 组成差分观测值进行实时处理。

2 工程案例1

2.1 工程概况

测区位于J市某开发区, 控制网布设面积约8kmz, 设计点位27座, 起算点采用位于测区南侧、东侧约0.8km的J市四等平面控制点各一座, 测区北侧、西侧边缘四等平面控制点各一座。

2.2 RTK GPS测量

为了保证测量成果的精度及可靠性, 我们在测区北侧及东侧的起算点分别设置基准站, 分别采集起算点空间坐标解算坐标系转换参数;并分别测量待测点平面坐标, 然后取两次测量的平均值作为最终成果;两次测量结果的坐标差值统计见表1。

根据上述两次测量坐差值的统计, 可算得两次测量平均值的点位中误差为±1.25cm。

2.3 RTK成果的外部检验

(1) 相邻点间边长检测。

检测采用TOPCONG TS602全站仪, 以两次测量平均值作为实测边长值, 共检测通视边17条;根据上述边长差值统计, 可算得相邻点间边长中误差为11.08cma。

(2) 采用导线测量方式的坐标检验。

在测区南测选择待测点6座, 按一级导线测量方式观测, 起算点为以上述J市四等平控制点为起算的按GPS静态方式观测的城市一级控制点;根据上述坐标差值的统计, 估算RTK测量成果的点位中误差为±1.22cm。

3 工程案例2

我院2006年6月在J市G区约24km2区域布设城市平面控制点43座, 采用该区域内分布较均匀的原有GPS四等平面控制点5座为起算点, 同样采用上述双基准站方式观测, 其中一次利用原GPS网测量时得到的WGS-84坐标建立坐标转换关系。根据两次测量坐标差统计, X坐标两次测量最大差值为2.8cm, Y坐标两次测量最大差值为3.3cm, 两次测量平均值的点位中误差为±1.48cm。本工程中, 我们同样采用TOPCONG TS602全站仪进行边长检测共检测边长11条。根据边长差值统计, 估算得相邻点间边长中误差为±1.13cm。

根据对上述工程数据的分析, 可知采用本文所述的双基准站观测方式, 取两次测量平均值的作为最终成果, RTK测量模式完全可替代全站仪导线测量应用于城市一、二级控制测量。

4 建议

(1) RTK测量与静态GPS测量相同, 首先得到的是WGS-84坐标, 必须通过一定的坐标转换关系才能得到用户坐标系坐标转换参数的求取精度对测量成果有很大影响, 因此在实际应用中首先应注意起算点精度, 特别应注意采用一定的方法检核起算点的相对精度;同时, 转换参数有一定的区域性, 它仅适用于起算点所圈定的一定区域, 外推精度随距离增加降低明显, 因此在实际工作中应尽量选择能覆盖整个测区且分布均匀的起算点。 (2) 若已知起算点为静态GPS控制网成果, 可利用已有WGS-84坐标及用户坐标建立坐标转换关系, 这样可节省采集起算点WGS-84坐标的时间、提高工作效率;但在利用原有成果时应注意所采用的WGS-84坐标应是在同一网平差中得到的, 因为它是由单点定位的WGS-84坐标推算得到的, 只代表某个特定的坐标对应关系。 (3) 基准站应选择位置较高的点位, 这样可明显扩大流动站作业范围, 但根据笔者对多个工程成果的统计分析, 基准站与流动站间的距离对测量成有一定的影响, 当流动站与基准站间的距离达到5km~6km时, 两次测得的坐标差值及相邻点间距离与全站仪边长测量的成果差值超过5cm的明显增多;笔者建议在采用RTK技术进行控制测量时, 为保证成果的精度及可靠性, 流动站的作业半径应控制在5km以内。 (4) 根据上述第一、第三点, 在采用RTK方式进行较大区域控制测量时可将测区划分成若干个工作区;各工作区的划分应有一定的交叉, 观测时应进行相互检核;也可以采用两次工作区划分不同的方式进行观测。 (5) 在城市控制测量中, 点位一般可埋设在建成的城市道路, 选点时应充分考虑使用的方便及安全, 但同时应尽量避开高压线、高大建筑、电台发射塔等;因此RTK方式不适合应用于建筑密集的老城区, 而在新建开发区一般均能取得较好的效果, 本文列举的两个工程实例均是在这样的测区完成的;另外, 基准站更应避开高压线、微波站、变电所等。