網(wǎng)絡(luò)RTK在城市建設(shè)中的應(yīng)用探討

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摘要：本文作者介紹了gps連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的原理、網(wǎng)絡(luò)rtk定位的原理，質(zhì)量控制的方法，以及其在測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。 

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)rtk；城市建設(shè)；應(yīng)用；探討  abstract: in this paper, the author introduces the principles of the gps continuously operating reference station system and network rtk positioning, the quality control methods, as well as its application in the measurement field.  key words: network rtk; city construction; application ;study  中圖分類(lèi)號(hào)：tu198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：2095-2104（2012）  隨著gps參考站技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)rtk將在多個(gè)方面替代傳統(tǒng)gps作業(yè)，因此作業(yè)效率將大大提高。目前選擇合適的網(wǎng)絡(luò)rtk儀器和作業(yè)方式，同時(shí)通過(guò)全面的質(zhì)量保證措施，能得到更加穩(wěn)定可靠的作業(yè)成果。相信，隨著gps參考站系統(tǒng)的技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)rtk將會(huì)在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。  1 網(wǎng)絡(luò)rtk定位的原理  1.1 gps參考站系統(tǒng)  連續(xù)運(yùn)行的gps參考站系統(tǒng)是利用gnss衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，在一個(gè)城市、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國(guó)家根據(jù)需求按一定距離建立長(zhǎng)年連續(xù)運(yùn)行的一個(gè)或若干個(gè)固定gps參考站，利用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(lan/wan)技術(shù)將各個(gè)參考站與數(shù)據(jù)中心組成網(wǎng)絡(luò)，由數(shù)據(jù)中心從參考站采集數(shù)據(jù)，利用參考站網(wǎng)軟件進(jìn)行處理，然后向各種用戶自動(dòng)地發(fā)布不同類(lèi)型的gps原始數(shù)據(jù)和各種類(lèi)型rtk改正數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)能夠全年365天，每天24小時(shí)連續(xù)不斷地運(yùn)行，全面取代常規(guī)大地測(cè)量控制網(wǎng)，全天候地支持各種類(lèi)型的gps測(cè)量、定位、導(dǎo)航、變形監(jiān)測(cè)和放樣作業(yè)等。用戶只需一臺(tái)gps接收機(jī)，進(jìn)行野外作業(yè)，即可進(jìn)行毫米級(jí)、厘米級(jí)、分米級(jí)、米級(jí)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)、實(shí)時(shí)的快速定位、事后定位或?qū)Ш蕉ㄎ弧?nbsp; 1.2 網(wǎng)絡(luò)rtk定位原理  gps參考站系統(tǒng)的rtk也就是我們通常所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)rtk。網(wǎng)絡(luò)rtk是近年來(lái)在常規(guī)rtk和差分gps技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)。常規(guī)rtk是建立在流動(dòng)站與參考站誤差強(qiáng)相關(guān)這一假設(shè)基礎(chǔ)上。當(dāng)流動(dòng)站離參考站較近(不超過(guò)10～15km )時(shí),一般均能較好,然而隨著流動(dòng)站和參考站間間距的增加,這種誤差相關(guān)性將變得越來(lái)越差。在這種情況下為了獲得高精度的定位結(jié)果就必須采取一些特殊的方法和措施,即在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)能稀疏地、均勻地布設(shè)多個(gè)參考站,構(gòu)成一個(gè)參考站網(wǎng)，gps參考站系統(tǒng)綜合利用各個(gè)參考站的觀測(cè)信息,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)型解算模型進(jìn)行差分改正信息的計(jì)算和修正,并通過(guò)internet或無(wú)線通信技術(shù)實(shí)時(shí)播發(fā)這些改正信息。rtk在作業(yè)時(shí)，通過(guò)觀測(cè)值、模型及模擬與距離相關(guān)的系統(tǒng)誤差源，  以及實(shí)時(shí)接受的改正信息，來(lái)消除或削弱各種誤差的影響從而獲取較高精度的、可靠的定位結(jié)果。  2 質(zhì)量控制  2.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)  網(wǎng)絡(luò)rtk在作業(yè)時(shí)直接獲取的是wgs84坐標(biāo)系統(tǒng)，而在實(shí)際工作中所需的往往是北京54或地方系下的坐標(biāo)，因此在作業(yè)時(shí)必須進(jìn)行坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。通過(guò)大量的實(shí)踐，網(wǎng)絡(luò)rtk作業(yè)所使用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)應(yīng)該由覆蓋整個(gè)gps參考站網(wǎng)且分布均勻的控制點(diǎn)求得，通常采用嚴(yán)密的七參數(shù)轉(zhuǎn)換法。如果在測(cè)區(qū)內(nèi)不能提供足夠的點(diǎn)用于轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解，在保證精度的前提下，可以臨時(shí)使用四參數(shù)法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。轉(zhuǎn)換參數(shù)確定后應(yīng)用一些已知點(diǎn)檢驗(yàn)其精確度，轉(zhuǎn)換參數(shù)精確度越高越好，條件許可的情況下盡量采用七參數(shù)法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。  2.2 觀測(cè)要求  通常網(wǎng)絡(luò)rtk觀測(cè)的采樣間隔為1s，每次測(cè)量的歷元數(shù)不小于10個(gè)。單次觀測(cè)的平面收斂精度應(yīng)小于2cm，高程收斂精度應(yīng)小于3cm。網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成功，為gps測(cè)量工作的可靠性和高效率提供了保障，這對(duì)gps測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和普及，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。  3 rtk技術(shù)的應(yīng)用  3.1 控制測(cè)量  為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測(cè)繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，城市ⅰ、ⅱ、ⅲ級(jí)導(dǎo)線大多位于地面，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，道路頻繁翻新、改造、擴(kuò)建，埋石的測(cè)量控制點(diǎn)約70%的被破壞,嚴(yán)重制約了為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和為領(lǐng)導(dǎo)決策提供基礎(chǔ)信息資料的工作。如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻。gps靜態(tài)測(cè)量，點(diǎn)間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。gps參考站系統(tǒng)的建設(shè)作為永久控制網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的地面控制飛躍到無(wú)控制網(wǎng)系統(tǒng)，不受城市建設(shè)等因素的影響，能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)快速提供控制點(diǎn)。為政府的正確決策提供有效、可靠的保障。  3.2 像控點(diǎn)測(cè)量  像控點(diǎn)測(cè)量是航空攝影測(cè)量外業(yè)主要工作之一，傳統(tǒng)的方法要布設(shè)大量的導(dǎo)線來(lái)測(cè)量部分平高點(diǎn)，內(nèi)業(yè)再空三加密。采用網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)測(cè)量，用戶只需一臺(tái)gps接收機(jī)，直接測(cè)量各像控點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，對(duì)不易設(shè)站的像控點(diǎn)，可采用手簿提供的交會(huì)法等間接的方法測(cè)量。像控點(diǎn)的精度要求對(duì)于網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)量來(lái)說(shuō)是不難達(dá)到的。與傳統(tǒng)作業(yè)相比較，它不需要逐級(jí)布設(shè)控制點(diǎn)；與常規(guī)的rtk測(cè)量技術(shù)相比，不需架設(shè)參考站，不受常規(guī)rtk作業(yè)半徑的限制，只需拿著一個(gè)移動(dòng)站就可進(jìn)行作業(yè)，節(jié)省了人力、作業(yè)時(shí)間、設(shè)備投資，提高了工作效率。  3.3 線路中線定線  網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)量技術(shù)用于市政道路中線或電力線中線放樣，放樣工作一人就可完成。將線路參數(shù)如線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入網(wǎng)絡(luò)rtk的外業(yè)控制器，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號(hào)也可按坐標(biāo)放樣，并可以隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動(dòng)，直到誤差小于設(shè)定的為止。  3.4 建筑物規(guī)劃放線  建筑物規(guī)劃放線，放線點(diǎn)既要滿足城市規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求較高。使用網(wǎng)絡(luò)rtk進(jìn)行建筑物放樣時(shí)需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系，對(duì)于短邊，其相對(duì)關(guān)系較難滿足。在放樣的同時(shí)，需要注意的是測(cè)量點(diǎn)位的收斂精度，如果點(diǎn)位收斂精度不高的情況下，強(qiáng)制測(cè)量則有可能帶來(lái)較大的點(diǎn)位誤差。在點(diǎn)位精度收斂高的情況下，用網(wǎng)絡(luò)rtk進(jìn)行規(guī)劃放線一般能滿足要求。  3.5 用地測(cè)量  在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中，網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界址點(diǎn)坐標(biāo)，確定土地使用界限范圍，計(jì)算用地面積，在土地分類(lèi)及權(quán)屬調(diào)查時(shí)，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)可實(shí)時(shí)測(cè)量權(quán)屬界限、土地分類(lèi)修測(cè)，提高了測(cè)量速度和精度。  3.6 其他方面測(cè)量  網(wǎng)絡(luò)rtk技術(shù)還可用于地形測(cè)量、水域測(cè)量、管線測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量等方面。用網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)圖，在城市大比例尺基本地形圖采集和更新模式上也產(chǎn)生了新的作業(yè)模式。一種是傳統(tǒng)的由全站儀(測(cè)點(diǎn))+草圖(連線)+室內(nèi)編輯模式轉(zhuǎn)變?yōu)間ps接收機(jī)(利用網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)點(diǎn))+草圖(連線)+室內(nèi)編輯模式，在地形不復(fù)雜,比較開(kāi)闊的地方,該模式有比較好的效果,比較適應(yīng)城郊區(qū)域的地形。在水下地形測(cè)量是，網(wǎng)絡(luò)rtk能自動(dòng)導(dǎo)航和按距離或時(shí)間間隔自動(dòng)采點(diǎn)，只要將天線高量至水面，加水深改正后，即可高精度的實(shí)時(shí)測(cè)定水下地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由專(zhuān)業(yè)軟件成圖。  4 結(jié)束語(yǔ)  網(wǎng)絡(luò)rtk是目前國(guó)際上比較先進(jìn)的地面地理信息采集設(shè)施，它集成了衛(wèi)星導(dǎo)航定位、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、有線及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代新技術(shù)，是gps測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)新突破。隨著全球定位系統(tǒng)（gps）技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)量技術(shù)也日益成熟，網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)量技術(shù)逐步在測(cè)繪中得到應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)rtk測(cè)量技術(shù)因其精度高、實(shí)時(shí)性、高效性和連續(xù)性，使其在城市測(cè)繪中的應(yīng)用越來(lái)越廣。  參考文獻(xiàn)：  ［1］吳俐民.昆明市連續(xù)運(yùn)行g(shù)ps參考站系統(tǒng)的研究及建設(shè)[j].測(cè)繪科學(xué),2010,(3) .  ［2］康紅星.gps-rtk技術(shù)在城市控制測(cè)量中的應(yīng)用[j].工程設(shè)計(jì)與建設(shè).2009，1（36），33～36.