GPS RTK測量技術的應用與體會
RTK技術的出現,幾乎完全改變了傳統地控制測量方法,然而RTK的測量技術還存在一定的局限性,比如遮擋、強磁場干擾、太陽黑子及超遠距離等因素都對測量質量有一定的影響,甚至無法測量。我們通過大量的生產實踐,總結探討RTK技術應用的一些經驗,介紹如下供同行參考。
2. 求解坐標轉換參數
對于一定區域內的工程測量,我們往往利用以往的控制點成果求取“區域性”的轉換參數,以便適用于獨立坐標系統。其區域性,理論上消弱了變形影響,提高了轉換的可靠性。基準站的WGS84坐標的獲得方法有二種:一是使用已有的靜態數據,直接將控制點的WGS84坐標和地方坐標輸入手簿直接求取;二是使用上點采集的方式獲取,此種方法是在無WGS84成果的情況下使用,具體做法如下:基準站的WGS84坐標直接從手簿中讀取,然后將流動站安置于控制點上采集WGS84坐標,每次測量前總要先對測區進行點校正(WGS84地心坐標與獨立坐標間的轉換)。即測前應在測區邊沿選擇三個分布均勻的控制點進行點校正,求解坐標轉換參數。測量時應以其它已知控制點作為檢核,當檢核精度滿足擬測量等級時,方可開始正常作業。將校正參數記錄在筆記本上,每次測量前應認真核對本參數,確保本測區參數的唯一性。
3. 如何判斷觀測質量
3.1 直接查看觀測手簿上的收斂值
目前大多數RTK儀器都已采用OTF方法計算整周模糊度,大大縮短了解算時間。因此,在無干擾的測區,儀器鎖定衛星在5顆以上時,5秒鐘內RTK測量即獲得固定解,手簿顯示的收斂值一般在2cm以內。此時的收斂值真實地反映了天線中心測量的內符合精度。若RTK測量60秒以上才得到固定解,此時的收斂值可能存在偽值。需要進一步確認。
3.2 重復測量判定觀測質量
少數測區存在一些干擾源,造成RTK測量質量不正常。導致觀測成果出現較大誤差甚至有偽值現象。這種情況觀測時不易發現,可從手簿上反映出收斂很慢,求得固定解一般需要幾十秒甚至幾十分鐘才能完成,其收斂值一般在2~8cm之間。這時手簿上顯示的收斂值可能不完全真實,有時測量誤差可能達到幾十厘米甚至幾米。當出現此種情況時,要慎重對待采集的數據,最好重置整周模糊度重復采集數據以檢核觀測質量,或用另一臺流動站重復采集數據來判定觀測質量。
4 成果整理
成果整理時應注意以下二點:
4.1 JOB文件必須建立在DISK目錄下,以確保數據的安全。
4.2 測量結束后應對兩組成果進行比較,較差小于5cm的取中數使用,大于5cm的應返工重測。
5 作業中應注意的問題
5.1 工程作業前應將儀器進行一次總復位,以確保儀器工作狀態最佳($PASHS,INI,5,5,5,5,3,0)。
5.2 基準站盡可能架高,以提高數據鏈的傳輸速度和距離。但應避開強磁場(雷達、高壓線、微波塔和磁鐵礦等)的干擾。
5.3 基準站的衛星截止高度角設置不應小于10度。
5.4 測區第一次設置基準站或重新設置基準站后,最好聯測一個已知點作為檢核。
5.5 測量時置信程度必須設置在99.9%,在固定解狀態且HRMS≤0.02、VRMS≤0.02時方可數據采集,并在同一時間段重置整周模糊度,再采集一次數據以供檢核。對于沒有檢核條件的測量點,應分不同時間段進行重復測量,以避免測錯。
5.6 如在測量過程中出現誤操作時,要從基準站讀取數據,檢查天線類型、天線高等參數的正確性,并重新設置流動站。
6 實例
以某測區部分數據為例,闡述應用Ashtech公司的Z-Xtreme測量型GPS接收機(DesiredHori zontalAccuracy:0.020m+1ppm,DesiredVerticalAccuracy∶0.040m+2ppm)的一次成熟的作業過程,且測區內有微波發射塔、磁鐵礦、軍事雷達等設施,具有一定的地形代表性。
6.1 建立一個項目20020607.job。
6.2 基準站設置gps3。將儀器的工作模式設為RTK基準站模式,并讓基準站認知自己的位置,發送數據。注意:必須保證基準站WGS84坐標和控制點所對應的WGS84坐標系統一致。
6.3 流動站設置。將儀器的工作模式設為RTK流動站模式,建立差分關系,讓流動站認知基準站的已知位置。
6.4 求解轉換參數。已知控制點聯測gps2、xcc求得轉換7參數。
6.5 檢查已知點sfz無誤后,進行點采集作業,逐點按要求測量。
6.6 外業完成后,在內業用Zoffice軟件打開作業文件20020607.job轉換生成文本格式的成果文件20020607.txt。
6.7 利用自編的程序將200020607.txt轉換生成計算成果表20020607.doc(表1)。表1 20020607成果表
點名屬性XYH
g135GPS132860.208136910.30810.592
g136GPS132462.550136727.8029.345
g137GPS132597.638136450.2897.570
g138GPS132289.285136095.00013.149
g141GPS131607.920136444.64113.021
g142GPS131424.086136745.97812.122
g143GPS131256.724136805.06612.548
g144GPS130969.954136733.0669.146
g145GPS130572.702136498.7048.884
作業員:黃志洲2002-6-7檢查員:鐘金寧2002-6-7
6.8 表1中無點g139、g140的成果,那是因為在作業過程中發現了RTK的跳變情況,幾組成果的N、E和大地高互差超限,導致成果的不可靠。現將工作日記文件的部分記錄列出表2如下:
表2
點名NE大地高SVsHRMSVRMS解狀態
g139 3154.693759511850.9365630+28.503180.0040.006固定解
g139-13154.693751511850.9365515+28.525480.0030.004固定解
g139-23154.693988111850.9366118+28.231680.0030.004固定解
g139-33154.693935711850.9365732+28.543080.0030.004固定解
g140 3154.513358211850.9378676+28.525280.0050.007固定解
g140-13154.513697911850.9374873+28.447880.0850.072固定解
7 結束語
GPSRTK測量技術的普及,在保證質量的前提下,大大地提高了工作效率,給各應用領域帶來了巨大的效益。但他的個別成果的不可靠性同樣會給我們帶來了巨大的損失。因此,避免RTK測量偶然性錯誤(RTK測量無多余觀測)必須引起我們足夠的重視。
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