RTK技术在工程测量中的应用与精度分析论文_史鹏飞

RTK技术在工程测量中的应用与精度分析论文_史鹏飞

中国电建集团昆明勘测设计研究有限公司 云南昆明 650000

摘要:近年来,我国的基础设施的建设呈现飞速发展,相应的建设手段和技术支持也体现得非常重要。对于基础设施的建设,必须要保证其安全性和可靠性,测量工作的精密度就显得至关重要了。本文着重介绍近年来的新型测量技术(GPS-RTK)的图根控制测量和测量放样的精度分析,其自动化的程度相对高且操作简单,目前被广泛的使用。

关键词:RTK技术;图根控制测量;放样;精度分析

[Abstract] in recent years,the construction of the infrastructure of our country is developing rapidly,and the corresponding construction methods and technical support are also reflected in the very important. For the construction of infrastructure,it is necessary to ensure its safety and reliability,and the precision of measurement is very important. This paper focuses on the measurement and measurement lofting accuracy analysis of control in recent years,a new measurement technique of GPS-RTK mapping,the automatic degree is relatively high and the operation is simple and is currently widely use.

[Key words] RTK technology,mapping control measurement,lofting,accuracy analysis

一、前言

近年来,GPS技术在测量工作中得到了广泛应用,且涉及领域越来越广。GPS(RTK)技术,可以进行动态、快速的测量,且测量精度能达到厘米级,甚至更高。它可以降低误差、简化工序、无须通视,且能保证精度。在测量放样、地形测图及图根控制测量方面,极大地提高了外业作业效率。下面我们对RTK技术应用于工程测量中的检测及精度分析进行探讨。

二、GPS-RTK技术概述

随着科学技术水平的提高,GPS定位技术在测量中的重要性日渐显著,通过实践与研究,在GPS定位技术的基础上,出现了GPS-RTK技术,此项技术应用于工程测量具有里程碑的意义,简化了程序、缩短了工期、降低了成本、提高了效益,同时质量又有保证,充分彰显了GPS-RTK技术的优势。

动态GPS-RTK技术又称载波相位动态实时差分技术,它能够提供测量点的三维坐标,其精度达到了厘米级,实际测量过程中,以基准站为中心,呈放射状,通过对GPS卫星的连续观测,将观测数据发送至流动站,此后用户站借助无线电接收设备实现了对观测数据的接收,同时,结合相对定位原理,对整周模糊度、流动站的三维坐标及精度进行实时解算。GPS-RTK测量系统是由GPS接收设备、数据传输设备及软件系统构成的,其中的传输设备系统是由基准站、流动站的电台组成的,它是最为关键的系统。

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三、RTK测量中可能出现的问题及解决方法

1、延时问题

在测量过程中可能出现延时较大,时断时续

可能的原因是:①电台周围的其它电波的干扰,应更换电台频点。②可能是发射电台天线与基准站GPS接收天线太近,有电磁干扰。③测区有遮挡物,应避开影响接收信号的因素。

2、RTK CE在测量过程中,不能进行数据记录

RTK CE进行数据记录必须是在平均记录状况,应该在数据记录方式中进行选择设定。GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。时至今日,可以说GPS定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立大地控制网。

四、GPS-RTK测量精度的影响因素分析及提高对策

1、误差

RTK测量的误差主要分为两类,一类为同测站有关的误差,另一类为同距离有关的误差。

第一类误差的影响因素主要有天线相位中心变化、信号干扰、多路径误差及气象因素,其中影响最为严重的因素为多路径误差,它直接降低了测量的精度。多路径误差源于GPS接收机天线所处的环境,如果天线处于高大建筑物、大面积水面等环境,此时的电磁波反射作用较强,天线接收的信号不仅有卫星发射信号,还包括反射体反射的电磁波,在两种信号叠加的情况下,测量误差随之出现。对于多路径误差而言,其范围为1-5cm,其周期性变化在5-20min,因此,它对RTK测量的影响较为严重。

第二类误差主要分为轨道误差、对流层误差及电离层误差等。由于轨道误差的影响较小,可以忽略不计。对流层误差主要受点间距离与高差的影响,其范围在3×10-6D左右;受电离层误差是受太阳黑子活动的影响而出现的,其范围为5×10-6D-50×10-6D。为了削弱电离层与对流层误差,可借助不同的校正方法及有效措施,同时也可以限制作业半径得以实现。

2、整周模糊数

通常情况下,地面两点间距离较短时,系统可以模拟对流层、电离层的影响,此时的影响可以通过差分处理进行消除,但电离层的电子含量有所不同,而电子含量的剧烈变化,会对基准站与流动站的卫星信号造成不同程度的影响。如果电离层中的电子含量活动剧烈,要延长观测时间,以便于固定整周模糊值。同时实践可知,整周模糊数值的确定受接收机类型、观测卫星数量、基准站与流动站的距离及RTK软件质量,一般来说,双频接收机的初始化时间短于单频的,卫星数量越多,RTK的精度越高,基准站与流动站二者的距离越短,初始时间越短。

3、传输

在RTK测量过程中,基准站发送的信号传送至流动站,在其接收后,方可确定观测点的位置,因此,RTK测量精度受基准站播放信号的影响,同时,此因素也影响着RTK的测程。通常情况,RTK的均标称测程为5km,但要结合实际的情况,如果地形过于复杂,基准站与流动站二者间的障碍物较多,此时二者间的通讯受诸多障碍物的影响,进而播放的信号也将受到影响,因此,工作半径要适当减小。通过实验可知,在平坦地区,RTK的作业半径范围为5-8km,而在复杂地区,其范围<3km。

RTK测量误差呈均匀分布,并且具有一定的独立性,此时测量的精度较高,为了进一步提高其测量精度,在明确上述影响因素的同时,要采取以下对策:其一,保证控制点分布的合理性,控制点是RTK测量的主要数据来源,为了保证基准站和流动站二者间数据的准确交换,要调整控制点间的距离,并根据测区的环境,对控制点的数量进行适当的调整,以此满足精准测量的需求。其二,科学选择基准站的位置,基准站要与高大建筑物、大面积水域等保持一定的距离,可以选择草地、灌木丛等位置,此时的植被能够对微波信号能量进行吸收,同时其反射能力较差。在此情况下,多路径误差将得到有效的规避。其三,适当限制作业半径,为了保证RTK测量精度,要根据不同的作业区域选择适合的工作半径。其四,控制点复核严格认真,做到测量数据稳定后再进行换算参数,参数确定后再进行控制点复核,复核无误后即可进行测量工作。其五,长距离的条带性测区,采用两端设基准站或移动基准站位置进行。

五、结束语

随着基础工程建设的不断发展,如何保障测量精度,提高测量效率成为了工程测量发展的重要问题。GPS-RTK技术在测量作业中,具备精度高、测量效率高、操作简单、作业量少等优势,在工程测量作业中应用十分广泛。且GPS-RTK技术在工程测量中具备成本低、效率高、精度好等优势。相信随着GPS-RTK技术的不断发展完善,其在工程测量中的应用将会更为普遍。

参考文献:

[1]王晓,高伟,张帅.GPS-RTK测量精度的影响因素研究与实验分析[J].全球定位系统,2010(04):26-30.

[2]王洪.动态GPS精度分析理论与应用研究[D].江西理工大学,2009.

[3]宋黎民,苑庆中,宋雷.基于SDCORS的网络RTK在工程测量中的精度分析[J].测绘与空间地理信息,2015(01):114-116+119.

论文作者:史鹏飞

论文发表刊物:《基层建设》2016年19期

论文发表时间:2016/11/29

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