GPSRTK技術(shù)在城市測(cè)量中的應(yīng)用

1、    gpsrtk技術(shù)在城市測(cè)量中的應(yīng)用    唐壽林【摘要】本文通過引入 rtk測(cè)量技術(shù)這種新型的gps測(cè)量技術(shù)，并詳細(xì)介紹了 rtk測(cè)量技術(shù)在各類型城市測(cè)量中的優(yōu)越性，比如控制測(cè)量、像控點(diǎn)測(cè)量、城市規(guī)劃放線等等各種不同類型的城市測(cè)量，通過介紹這些不同類型的城市測(cè)量、以及 rtk測(cè)量技術(shù)在這些不同類型的城市測(cè)量中的表現(xiàn)，說明了real time kinematic是目前城市測(cè)量中使用的各種測(cè)量技術(shù)中優(yōu)選的一種測(cè)量技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】城市勘測(cè)；rtk勘測(cè)；rtk的應(yīng)用rtk是real time kinematic的英文簡(jiǎn)稱，rtk作為一種城市勘測(cè)技術(shù)是 g

2、ps測(cè)量技術(shù)發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物，可以說是gps測(cè)量技術(shù)的突破。 rtk勘測(cè)技術(shù)在進(jìn)行城市勘測(cè)時(shí)具有極高的測(cè)量和勘測(cè)精度。rtk中的"real time"這個(gè)詞就體現(xiàn)了rtk勘測(cè)技術(shù)具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)勘測(cè)。同時(shí)rtk勘測(cè)技術(shù)的高效性也是其余城市勘測(cè)技術(shù)無法比擬的，因此其在城市測(cè)量領(lǐng)域，應(yīng)用范圍越來越廣。下面主要闡述rtk勘測(cè)技術(shù)的基本原理以及它在城市測(cè)量和勘測(cè)中的具體應(yīng)用。1 rtk測(cè)量技術(shù)的基本原理rtk測(cè)量?jī)x器一共由三部分組成：基準(zhǔn)站接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈和流動(dòng)站接收機(jī)。rtk測(cè)量?jī)x器的基本工作原理為：安裝一臺(tái) gps接收機(jī)并作為基準(zhǔn)站接收機(jī)，它與地外衛(wèi)星連接并

3、能對(duì)這些衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，然后這臺(tái)gps基準(zhǔn)站接收機(jī)收到它連接到的可見衛(wèi)星上的數(shù)據(jù)和信息。gps基準(zhǔn)站接收機(jī)一方面可以從地球外的衛(wèi)星獲取海量相關(guān)的信息，另一方面，gps基準(zhǔn)站可以通過無線傳輸設(shè)備把接收到的衛(wèi)星上的信息傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)。流動(dòng)站的接收機(jī)作為第三方最終接收到了gps基準(zhǔn)站傳來的來自地外衛(wèi)星的信息，最后依據(jù)相對(duì)定位原理，可以任何時(shí)間、任何地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲得其所在的具體的三維坐標(biāo)或者地理坐標(biāo)、以及此坐標(biāo)的精度、以及其他信息。2 rtk測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用2.1城市控制網(wǎng)的測(cè)量由于常規(guī)的測(cè)繪方法對(duì)城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)的測(cè)量費(fèi)工費(fèi)時(shí)，如導(dǎo)線測(cè)量法，遠(yuǎn)距離測(cè)點(diǎn)，而且測(cè)量的精度也有很大的誤差。而新的gps靜

4、態(tài)測(cè)量法，雖然精度高，但是缺乏實(shí)時(shí)性，不能隨時(shí)隨地知道測(cè)量的結(jié)果。此時(shí)rtk測(cè)量的出現(xiàn)，不僅彌補(bǔ)了gps靜態(tài)測(cè)量法的不能實(shí)時(shí)測(cè)量的弱點(diǎn)，而且具有極大的靈活性，其作業(yè)效率也比傳統(tǒng)的導(dǎo)線測(cè)量法更高。城市控制網(wǎng)的勘測(cè)對(duì)勘測(cè)和測(cè)量技術(shù)有很高的要求，無論是從測(cè)量和勘測(cè)的精度、還是需勘測(cè)的城市面積、或者還是數(shù)據(jù)的使用次數(shù)來說，都是極高、極大、極多的，目前最好最快的城市控制網(wǎng)勘測(cè)方法就是 real time kinematic測(cè)量法。自引入rtk測(cè)量法以來，多次對(duì)市區(qū)i、ii、iii級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，其部分檢驗(yàn)值較差，如表1：表1：部分檢驗(yàn)值較差表點(diǎn)名x/my/m等級(jí)g90-0.0060.007iv等gps

5、點(diǎn)g590.0150.011iv等gps點(diǎn)ig500.017-0.019i等gps點(diǎn)ig580.0180.008i等gps點(diǎn)ig560.011-0.004i等gps點(diǎn)ia0440.0180.020i級(jí)導(dǎo)線ia0050.0270.013i級(jí)導(dǎo)線iia334-0.0350.022ii級(jí)導(dǎo)線iib1300.0250.035ii級(jí)導(dǎo)線iia2150.008-0.019ii級(jí)導(dǎo)線從此表圖可以看出，使用real time kinematic勘測(cè)、測(cè)量法勘測(cè)出來的建筑的具體s三維坐標(biāo)或各個(gè)部位的具體三維坐標(biāo)之間的差值較小，而用常規(guī)的勘測(cè)和測(cè)量方法進(jìn)行勘測(cè)或測(cè)量的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)一定的誤差。由此可見rtk測(cè)量法適

6、用于常規(guī)的控制測(cè)量。2.2 real time kinematic在外業(yè)勘測(cè)中的應(yīng)用在進(jìn)行大范圍的地區(qū)數(shù)據(jù)勘測(cè)或者測(cè)量的時(shí)候，我們常常利用real time kinematic勘測(cè)法進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量。利用 rtk進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量的時(shí)候和傳統(tǒng)的布設(shè)大量導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量的方法相比，不需要一級(jí)一級(jí)地布設(shè)控制點(diǎn)，工作流程更加簡(jiǎn)單，只需要在被測(cè)區(qū)以內(nèi)或者被測(cè)區(qū)附近架設(shè)基準(zhǔn)站，然后real time kinematic的流動(dòng)站能夠直接測(cè)量和勘測(cè)出各像控點(diǎn)的具體三維坐標(biāo)和高程。利用rtk技術(shù)進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量與靜態(tài)gps測(cè)量相比，不僅縮短了工時(shí)，而且效率更高，基本是傳統(tǒng)gps靜態(tài)測(cè)量功效的三至五倍1。2.3 市政道路中

7、線放樣和real time kinematic的應(yīng)用real time kinematic在市政道路中的應(yīng)用也是極為高效的，在整個(gè)城市道路的中線放樣或者電力線放樣工作中，利用real time kinematic勘測(cè)技術(shù)，僅需一人，就能高速而高效地完成整個(gè)放樣工作。首先，rtk儀器一般都配有一個(gè)控制器的，這個(gè)控制器具有屏幕和機(jī)體等常規(guī)機(jī)器都具有的組件。在進(jìn)行放樣工作的時(shí)候，工作人員只需要將城市道路的中線或者電力線的相關(guān)線路參數(shù)（如線路半徑、電線線路起點(diǎn)或者終點(diǎn)坐標(biāo)等）輸入rtk的這個(gè)外業(yè)控制器，即可進(jìn)行放樣。在進(jìn)行中線或者電力線放樣的時(shí)候?yàn)榱苏{(diào)小誤差，real time kinematic的控

8、制器屏幕上顯示有一個(gè)個(gè)箭頭，這個(gè)箭頭可以調(diào)整誤差到很小2。2.4 real time kinematic和建筑物規(guī)劃放線的應(yīng)用在使用real time kinematic進(jìn)行建筑物規(guī)劃放線的時(shí)候，需要注意的最主要的問題是放線的精度的問題。在對(duì)某個(gè)建筑物進(jìn)行規(guī)劃放線的時(shí)候，會(huì)選擇很多個(gè)放線點(diǎn)，這些放線點(diǎn)最終不僅要求邊長(zhǎng)較差小、而且角度較差也要小。在滿足精度的條件下，不僅要求建筑物規(guī)劃放線的放線點(diǎn)既滿足建筑物規(guī)劃的時(shí)候的條件，而且放線點(diǎn)還要滿足建筑物自身的幾何關(guān)系。下面以臺(tái)山市某工業(yè)區(qū)的8棟鋼結(jié)構(gòu)廠房為例，在這些建筑物的每棟樓中放4個(gè)放樣點(diǎn)，8棟樓一共放有32個(gè)放樣點(diǎn)、一共32個(gè)樁位，之前放點(diǎn)使用

9、儀器為全站儀topcon gts311 s（2''），然后用rtk進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果，如表2：表2：rtk檢測(cè)結(jié)果邊長(zhǎng)較差0-1cm1-3cm>5cm20個(gè)9個(gè)3個(gè)角度較差0-20n20-40n>40n22個(gè)8個(gè)2個(gè)通過對(duì)圖中的數(shù)據(jù)分析得知：圖中有3個(gè)放樣點(diǎn)的邊長(zhǎng)較差值大于5cm，同時(shí)通過此圖可以看出還有2個(gè)放樣點(diǎn)的角度較差值超過了40分，之所以造成這兩個(gè)放樣點(diǎn)邊長(zhǎng)、角度較差值較大的原因是因?yàn)榇朔艠狱c(diǎn)之間的距離較長(zhǎng)，施工地面高差大，全站儀需要多次轉(zhuǎn)換測(cè)站累積的誤差大，測(cè)量點(diǎn)位距離測(cè)站距離大，影響了相對(duì)精度。通過這次實(shí)驗(yàn)我們知道，使用rtk進(jìn)行大面積建筑物規(guī)劃放線不

10、僅提高整體精度，rtk因自身幾何關(guān)系，不受場(chǎng)地的復(fù)雜程度面積大小的影響，特別是引入控制點(diǎn)更大程度可以減少建筑物整體的偏值。2.5 rtk技術(shù)在用地測(cè)量中的應(yīng)用利用rtk技術(shù)在進(jìn)行建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量時(shí)，rtk技術(shù)和傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，無論是測(cè)量的速度還是精度，都有很大的提高。而real time kinematic的實(shí)時(shí)性就是該技術(shù)最大的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，這種實(shí)時(shí)性幾乎可以使rtk在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，地形的復(fù)雜程度，準(zhǔn)確地計(jì)算出建設(shè)用地的面積、勘測(cè)到其具體的三維坐標(biāo)，并最終完成對(duì)建設(shè)用地的所有相關(guān)測(cè)繪。3總結(jié)在使用 rtk進(jìn)行相關(guān)測(cè)量的時(shí)候，由于其能借用可見衛(wèi)星的特性，所以其相比其他傳統(tǒng)測(cè)量方法，具有不可替代的優(yōu)越性。無論是自動(dòng)化程度、測(cè)量速度或者測(cè)量的精度，rtk都比其他傳統(tǒng)測(cè)量方法好，而且通用性也很高，可進(jìn)行各種不同類型的測(cè)量，比如控制測(cè)量、地形測(cè)量，工程測(cè)量，像控點(diǎn)測(cè)量等。所以，作為城市測(cè)量技術(shù)人員，必須掌握好rtk技術(shù)，才能更好地完成對(duì)城市的測(cè)量?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 徐紹銓.gps測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用. 武漢測(cè)繪大學(xué)科技出版社j. 2014（11） ：11-12.2 王亞軍.gps在城市控制測(cè)量中的應(yīng)用. 隧道建設(shè)j. 2014（4）：122-123.3 彭吉紅