网络RTK技术在大比例尺地形图测量中的应用论文_车通达

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辽宁省第八地质大队有限责任公司 117000

摘要:在当今测量工作中,网络RTK技术以其便捷、方便操作、精度高的特点得到越来越广泛的应用与推广。特别是在地形测图、测量控制、施工放点,放样、宅基地测量、土壤测量、矿山、林地、水面等领域占有重要作用。

关键词:网络RTK 地形图 测量 应用

一、RTK、网络RTK的组成及CORS系统的优势

1、RTK(Real - time kinematic)实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。

2、网络RTK的定义及组成

网络RTK,是近年来在常规RTK和差分GPS的基础上建立起来的一种新技术,通常在一个区域内建立多个GPS参考站,对该区域构成网状覆盖,并以这些基准站中的一个或多个为基准计算和发播GPS改正信息,从而对该地区内的GPS用户进行实时改正的定位方式称为GPS网络RTK。

3、CORS系统以及CORS系统的优势。

利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System,缩写为CORS)。

CORS系统以全天候、全球覆盖、高精度、动态、实时定位的特点,在测量领域占据绝对优势。在地面则建立相应的永久性连续运行的GPS参考站。世界上较发达的国家都建立或正在建立连续运行参考站系统(CORS)。

二、国内CORS系统和我省情况

国内CORS参考站已经超过1000个,广东、江苏、山西、等省都建立了省网,预计到2020年我国CORS基站数量可以超过2000个。

LNCORS是我省基础测绘“十二五”规划的重点项目,是我省基于地心坐标系统的新一代大地测量基准。该项目于2012年正式启动,历时三年建设,2015年12月通过验收评审开始使用。

三、RTK技术在野外地形测图的应用

1、作业半径与范围

在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完5km半径的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数,仅需一人操作,每个放样点只需要停留1~2秒,就可以完成作业。在公路路线测量中,每小组(3~4人)每天可完成中线测量6~8km,在中线放样的同时完成中桩抄平工作。若用其进行地形测量,每小组每天可以完成0.8~1.5km2的地形图测绘,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。

2、作业精度

由于RTK技术定位精度高,没有误差积累,一般作业条件下精度可达到厘米级别。和传统测量相比,RTK技术作业受限因素少,几乎可以全天候作业。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然RTK技术,定位精度高,但也不能达到100%的可靠度RTK确定整周模糊度的

四、网络RTK技术在大比例尺地形图的应用

1、准备工作

网络RTK作业设备配置:中海达V60双频GPS接收机2台,数据通讯模块(GPRS模块)、SIM卡2张,获取CORS中心授权的用户名、密码、IP地址、端口设置等参数。以上仪器设备经过质检部门检验检校,均在有效期内使用。

2、对网络RTK的精度检验

首先从测区范围周边搜集具备相关坐标系统的已有控制点,共搜集到4个E级GPS控制点(高程均联测四等水准),然后采用常规RTK技术,使用流动站分别采集其中3个点的WGS-84坐标,然后利用两套坐标系成果进行点校正。点校正结果较好,平面残差<2cm,高程残差<3cm,均满足规范要求。首先对未参与点校正的E级控制点进行了检测,平面和高程较差均不超过4cm。其次使用准备好转换参数的网络RTK流动站(V60-2)和已作校正并检测控制点后的流动站(V60-1)在测图区域局部范围内均匀采集了地形、地物特征点共计10个重合点。测量过程中确保两台仪器均参数设置无误,观测条件符合规范相关要求,尽量做到避免粗差。将网络RTK测量结果与常规RTK测量成果相比较,其较差列于下表中。

根据上表统计结果可以看到:网络RTK测量结果与其他常规测量技术获取的测量结果都在厘米级,平面点位较差最大值为3.4cm,最小值为0.1cm;高程较差最大值3.5cm,最小值2cm。因此LNCORS下的网络RTK完全可以用于本次1::1000数字化地形图的图根控制和碎步点测量。

3、图根控制和碎部点测量

本项目无需作首级控制,采用已建立的辽宁省连续运行卫星定位综合服务系统(LNCORS),利用与该系统相关的GPS解算软件,求得测图区域坐标转换参数(七参数),然后利用网络RTK技术、常规RTK和全站仪相配合的方法进行全野外数字化测图。本次地形测量中直接用网络RTK技术进行碎步点测量,一些信号弱、不稳定片区采用常规RTK技术施测,极少部分隐蔽地区,加密图根点配合用全站仪施测。

五、改善RTK在地形测量作业中测量精度的方法

由于在大比例尺地形图测量过程中,所需的精度较高,因此在外业数据采集时,要尽量提高测量精度。因此在采集数据过程中要注意以下几点:

1、控制点的选择

控制点应该设在测区中部,要求地域开阔、无树木等物体遮挡,远离高压线、无线电信号发射塔,避开大面积水域等容易引起RTK不稳定或精度降低的因素。

2、转换参数

由于GPSRTK获得的是WGS-84坐标,实际工作一般需要国家平面坐标或地方坐标,因此需要进行坐标转换。一般采用三参数或七参数方法转换。求转换参数所利用的控制点数量应该足够,一般来讲,平面控制点至少3个,高程控制点一般4个以上。控制点应以能覆盖整个测区为原则,最好均匀分布。另外,转换参数的精度不仅与所选点的位置与数量有关,还与所选点的坐标精度密切相关。因此,在选择控制点时应该对测区内的已知点进行筛选。

3、RTK测量图根控制点的要求

用RTK作图根控制测量时,应该使用三脚架,以提高精度。图根控制点应该选在适合全站仪测量的地方,两点需要通视。每个控制点最好观测两次取其平均值作为结果,两次观测值的较差不宜超过3 cm。

4、缩小作业半径

移动站离开基准站的最大距离称作RTK的作业半径。RTK的稳定性和精度随移动站到基准站距离的增大而降低。要得到厘米级的精度,应缩小作业半径,通常小于5 km。

5、观测时间的要求

观测时间需在点位几何图形强度因子(PDOP)值小的时间段(小于6,可以通过卫星预报信息查看),利用良好的时段进行RTK测量,不仅速度快,而且精度高。

论文作者:车通达

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/14

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