GPS RTK技術(shù)在哈密1:1萬(wàn)地形圖像片控制點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用
唐軍
摘 要:哈密南湖戈壁灘由于特殊的地貌特點(diǎn)與其特有的氣候條件，如按照常規(guī)測(cè)量方法測(cè)量像片控制點(diǎn)，對(duì)于工作效率和工作質(zhì)量有很大的阻礙和限制， GPS RTK技術(shù)推廣利用大大提高了作業(yè)效率，降低了作業(yè)難度。本文通過(guò)實(shí)際的案例詳細(xì)剖析了RTK的應(yīng)用方法和注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：像控點(diǎn)、RTK、平地、參數(shù)；
1概述
　　測(cè)區(qū)位于新疆哈密市區(qū)西南約120km處，地形主要由平地和丘陵兩類(lèi)組成，地表主要以戈壁灘為主，面積約2975km2，像控點(diǎn)布設(shè)按照設(shè)計(jì)要求，丘陵區(qū)采用區(qū)域網(wǎng)，平地區(qū)采用全野外，工作效率也很低，故在平地地區(qū)采用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，其具有穩(wěn)定、方便、快速、高效等特性，下面介紹此次GPS RTK技術(shù)在平地像控點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用。
2GPS RTK技術(shù)介紹
2.1 RTK技術(shù)的工作原理
RTK(GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))測(cè)量技術(shù)以載波相位觀測(cè)量為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分。GPS測(cè)量技術(shù)，達(dá)到厘米級(jí)精度。RTK系統(tǒng)主要由一個(gè)參考站(即基準(zhǔn)站)、若干個(gè)流動(dòng)站、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)三大部分組成。只要能夠保持4顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值和必要的幾何圖形，流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)的結(jié)果。
2.2 RTK測(cè)量誤差源及參數(shù)
2.2.1 RTK測(cè)量誤差源。
(1) GPS衛(wèi)星。
GPS系統(tǒng)本身誤差源包括GPS衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星圖形、大氣等狀況，RTK在該方面的誤差類(lèi)似于GPS系統(tǒng)誤差。觀測(cè)結(jié)果的誤差也越大，解算的結(jié)果可靠性越低。所以RTK的控制半徑在5KM以?xún)?nèi)較適宜。
(2) RTK設(shè)備。
RTK設(shè)備品牌較多，精度高低、穩(wěn)定性能也參差不齊。對(duì)于設(shè)備本身所標(biāo)定的精度而言，只能說(shuō)明在理想狀態(tài)下，儀器設(shè)備本身所能達(dá)到指標(biāo)，而在實(shí)際工作中，僅能作為參考，其實(shí)際達(dá)到的精度，要在實(shí)際工作中予以驗(yàn)證——統(tǒng)計(jì)——確定。
(3) 測(cè)量環(huán)境。
在觀測(cè)使用過(guò)程中，必須注意地形條件、基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的傳輸條件、基準(zhǔn)站的覆蓋情況、路徑效應(yīng)、、電磁波(無(wú)線(xiàn)電、電力設(shè)施等)干擾等因素。
(4) 應(yīng)用技能。
測(cè)量誤差一般分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差具有固定性，操作員需具備外業(yè)采點(diǎn)、內(nèi)業(yè)處理的綜合能力，具備快速判斷導(dǎo)致異常情況、粗差數(shù)據(jù)的處理能力。
(5) 技術(shù)方案。
技術(shù)方案選擇的合理和正確性對(duì)觀測(cè)成果的可靠性起著很大的影響。如基準(zhǔn)站位置的選擇、坐標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)的選擇、觀測(cè)時(shí)間的選擇、質(zhì)量控制手段及數(shù)據(jù)檢核路線(xiàn)等等。
3作業(yè)實(shí)施
　 此次作業(yè)采用南方靈銳S86雙頻GPS RTK(1+2)儀器，其標(biāo)稱(chēng)精度為:平面精度1cm+1ppm、高程精度2cm+1ppm。
　　3.1、參數(shù)求解
　　參數(shù)主要分為七參數(shù)和轉(zhuǎn)換參數(shù)兩種，七參主要是利用至少3個(gè)控制點(diǎn)的北京54或西安80坐標(biāo)及已知點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)，通過(guò)專(zhuān)有軟件解算求得。我們?cè)谧鳂I(yè)中采用的是七參數(shù)。首先在測(cè)區(qū)施測(cè)1個(gè)D級(jí)控制網(wǎng)（如圖一），經(jīng)過(guò)平差解算分析精度可靠后，利用5個(gè)均勻分布測(cè)區(qū)內(nèi)D級(jí)點(diǎn)通過(guò)七參數(shù)解算軟件求得參數(shù)，將所求解得參數(shù)手工輸入到電子手簿中。

 

　　3.2、基站架設(shè)
　　架設(shè)基站的位置選擇是工作中尤為重要的環(huán)節(jié)，基準(zhǔn)站的選擇對(duì)于RTK測(cè)量非常重要，它將直接影響到流動(dòng)站的施測(cè)精度和測(cè)量速度。同時(shí)考慮到儀器的性能和作業(yè)精度的關(guān)系，基站與流動(dòng)站的直線(xiàn)距離控制在5km之內(nèi)。
　　3.3、參數(shù)校正及檢查
在每次基站架設(shè)完畢后，流動(dòng)站都要到附近任意已知點(diǎn)上，進(jìn)行參數(shù)校正，獲得校正參數(shù)后，再對(duì)其參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)對(duì)每次實(shí)際檢驗(yàn)情況，與已有的高等級(jí)控制點(diǎn)的檢驗(yàn)平面較差最大為3.5cm，高程較差最大值為6.8cm，均可以滿(mǎn)足對(duì)像控點(diǎn)的精度要求。
　　3.4、數(shù)據(jù)采集
在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，我們嚴(yán)格控制流動(dòng)站與基準(zhǔn)站的距離，不超過(guò)5km。將儀器重置到所采集的像片控制點(diǎn)上，等待重新搜索衛(wèi)星及電臺(tái)信號(hào)出固定解后，采集第二次，對(duì)兩次采集成果取中，作為最終成果。盡量的減少了測(cè)量過(guò)程中的誤差。
3.5、精度檢測(cè)
對(duì)于所有采集完成的像片控制點(diǎn)，按照百分之十五的比例對(duì)其高程精度進(jìn)行抽檢，采用等外水準(zhǔn)和紅外測(cè)距三角高程的方法共檢測(cè)40個(gè)像片控制點(diǎn)，其中高程誤差最大值為14cm，滿(mǎn)足像控點(diǎn)的精度要求。統(tǒng)計(jì)如下：
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)于平地區(qū)200多個(gè)像片控制點(diǎn)近20天測(cè)量的實(shí)踐，在進(jìn)行GPS RTK作業(yè)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):
(1) GPS RTK 測(cè)定的點(diǎn)必須是固定解的狀態(tài)下才能采用.
(2) GPS RTK 儀器的選用要選擇精度不低于基線(xiàn)精度5 mm+ 1 ppm、高程精度10 mm+ 2 ppm,性能較為穩(wěn)定且受外界環(huán)境因素影響小的GPS RTK.
(3) 基準(zhǔn)站及流動(dòng)站的天線(xiàn)高要十分精確地量取, 這是影響RTK 高程精度的一個(gè)十分重要的因素.
(4) 必須保證用來(lái)求轉(zhuǎn)換參數(shù)的已知點(diǎn)具有準(zhǔn)確的坐標(biāo)成果, 而且必須注意這些已知點(diǎn)要平均分布整個(gè)測(cè)區(qū)。
(5) 作業(yè)半徑控制在5 km 內(nèi)。
(6) 通常RTK 觀測(cè)的采樣間隔為1 s , 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2 cm，高程收斂精度應(yīng)小于3 cm。
(7) RTK 測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在開(kāi)闊處, 避開(kāi)高壓線(xiàn)及大功率發(fā)射臺(tái)、樹(shù)林、民房等。
(8) RTK 作業(yè)過(guò)程中, 有效衛(wèi)星個(gè)數(shù)應(yīng)不少于5個(gè), 點(diǎn)位幾何圖形因子( PDOP) 值應(yīng)不大于6 。
(9) 每次移動(dòng)基準(zhǔn)站需到已知控制點(diǎn)上進(jìn)行檢測(cè)，一是為了確認(rèn)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的輸入項(xiàng)和設(shè)置都正確無(wú)誤, 二是為了檢驗(yàn)已知控制點(diǎn)間的兼容性。

5參考文獻(xiàn)
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