GPS-RTK在城市规划测量中的应用论文_陈志和

GPS-RTK在城市规划测量中的应用论文_陈志和

摘要:城市规划是指导城市建设,促进社会经济发展的“龙头”,是城市建设和管理的依据,在城市的建设和发展过程中处于十分重要的地位。信息技术对城市规划的影响表现在对城市规划所需信息的采集、分析、处理和利用方面,更为重要的是它改变了城市规划内部信息流程和城市规划部门与社会的信息交流与反馈机制,进而对城市规划的管理体制产生深远的影响。GPS RTK技术就是获取城市基础数据最快捷最方便的手段。

关键词:GPS RTK技术;;城市规划;测量

前言

随着全球定位系统技术的快速发展,PTK技术测量技术也日益成熟,由于其测量精度高、实时性和高效性,因此被广泛应用于城市规划、城市测绘中。GPS-RTK技术主要应用的就是实时动态的定位技术,以载波相位观测值、实时处理两个测站载波相位观测的差分方法,它能够实时的提供测站点在制动坐标系中的三维测量结果,并使其达到cm的精度。RTK技术的出现是GPS测量技术的一个新的突破,极大的提高了野外作业的工作效率。

1.GPS-RTK定位测量技术的概述及特点

1.1GPS-RTK定位测量技术的概述

实时动态定位(GPS-RTK)系统由基准站、流动站和数据链组成,建立无线数据通讯是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机在接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过电台传输设备或网络传输接收基准站上的观测数据,流动站上的计算机(手簿)根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况,根据待测点的精度指标,确定观测时间,从而减少冗余观测,提高工作效率。

RTK实时动态定位测量模式,在工程中的应用可以覆盖公路斟测、施工放样、监理和GIS前端数据采集、地形测绘、地籍测量、水下地形测绘等。我单位测绘作业中全面采用了RTK技术,在地形图测绘、水下地形测绘、水上勘探点放样、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作都采用了RTK作业,测量1~2s,精度就可以达到1~3cm,且整个测量过程不需通视,有着常规测量仪器(如全站仪)不可比拟的优点。

1.2GPS-RTK在测城市规划测量中的特点

(1)GPS控制网选点灵活,布网方便,基本不受通视、网形的限制,特别是在地形复杂、通视困难的测区,更显其优越性。因此,当精度要求较高时,应避免短边,无法避免时,要谨慎观测。

(2)GPS接收机观测基本实现了自动化、智能化,且观测时间在不断减少,大大降低了作业强度,观测质量主要受观测时卫星的空间分布和卫星信号的质量影响。但由于各别点的选定受地形条件限制,造成树木遮挡,影响对卫星的观测及信号的质量,经重测后通过。因此,应严格按有关要求选点,择最佳时段观测,并注意手机、步话机等设备的使用。

(3)3GPS测量的数据传输和处理采用随机软件完成,只要保证接收卫星信号的质量和已知数据的数量、精度,即可方便地求出符合精度要求的控制点三维坐标。因此,要保证控制点高程的精度,必须联测足够的已知高程点。

(4)实时动态(RTK)测量系统,是GPS测量技术与数据传输技术的结合,是GPS测量技术中的一个新突破。

2.RTK测量的工作流程

2.1内业方面的准备

(1)主机的参数设置,基准站的数据采样率一般为4~5s,流动站的数据采样率一般为1~2s,截止高度角通常先设定为10°;

(2)若已知坐标转换参数,则输入手簿;

(3)若无坐标转换参数,则整理测区的已知控制点资料,控制点尽可能均匀分布在测区,使所测点在已知点的内涵之内,尽可能避免从一端向另一端无限制的外推。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆控制点所处的位置和周围的条件应符合GPS作业的要求;

(4)实施工程放样时,内业输入每个放样点的设计坐标,以便野外实时、准确放样。

2.2测区转换参数问题

城市测量涉及到WGS284 坐标和地方独立坐标系的坐标转换。由于RTK 作业要求实时给出当地坐标,这使得坐标转换参数确定于实时转换的工作非常重要。根据实际需要,求定测区转参数可分为2种情况:

(1)可以对一个大的测区事先测定转换参数,在测区内各工程实施RTK作业时,直接输入参数和基准站WGS284坐标。首先在测区以GPS 静态方式布设均匀分布的高等级GPS 控制点,获得各点的WGS284 坐标和地方坐标系下的坐标,利用同一点的2 种坐标求出转换参数。在工程应用中,每个点都可安置基准站。

(2)也可在一个工程中临时求得转换参数,但不在另一个工程中应用。首先在对空视野开阔的地方设立基准站并采集单点定位WGS284 坐标,然后流动站联测2个以上的地方坐标系下的控制点,求解坐标转换参数。

3.RTK技术在城市规划测量中应用

3.1控制测量

城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,城市1、2、3级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。GPS静态测量,点间不需通视且精度高,但需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度,还是作业效率上都具有明显的优势。

3.2界址点测量

在建设用地勘测定界测量中,RTK技术可实时地测定界址点坐标,确定土地使用界限范围,计算用地面积,在土地分类及权属调查时,应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测,提高了测量速度和精度。

3.3像控点测量

像控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一,传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点,内业再空三加密。采用RTK技术测量,只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站,(若测区内或测区附近无高等级控制点,可先加密),流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程,对不易设站的像控点,可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。像控点的精度要求对于RTK测量来说是不难达到的。与传统作业相比较,它不需要逐级布设控制点;与静态GPS 测量相比,缩短了作业时间,因而大大提高了作业效率,功效至少提高3~5倍。

3.4其他方面测量

RTK 技术还可用于地形测量 、水域测量 、管线测量、房产测量等方面 。用 RTK 测图 ,可不用布设图根控制 , 仅依据少量的基准点 ,即可直接测定地形地物点坐标, 如果用专业测图软件 ,通过电子手簿记录即可实现数字化测图 。在水下地形测量是, RTK 能自动导航和按距离或时间间隔自动采点, 只要将天线高量至水面 ,加水深改正后 ,即可高精度的实时测定水下地形点的三维坐标 ,由专业软件成图 。

4.结论

利用GPS-RTK进行控制测量不受天气、地形、通视等条件的限制,在控制测量工作中能够达到操作简便、机动性强,同时测量误差均匀、独立,不存在误差积累,精度可靠程度较高的要求。GPS-RTK技术能够实时、准确地提供测量数据,无需分级布网,可以减少生产成本,减轻劳动强度,大大提高生产效率和经济效益。

参考文献:

[1]杨文府,崔玉柱.GPS-RTK的技术方法探讨与对策[J].测绘工程.2012,17(4):50—53.

 [2]刘和春.全GPS-RTK的技术应用分析[J].中国新技术新产品,2013(04)。134—35

论文作者:陈志和

论文发表刊物:《基层建设》2015年18期

论文发表时间:2015/10/12

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