賈克永

(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司濟(jì)南設(shè)計(jì)院,山東濟(jì)南 250022)

應(yīng)用RTK(Real-Time Kinematic)進(jìn)行放樣已是當(dāng)今工程測量工作中采取的最主要放樣方式。RTK能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的平面和高程定位結(jié)果,并能達(dá)到厘米級精度,一改傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、全站儀等常規(guī)作業(yè)模式,僅需把設(shè)計(jì)點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到RTK設(shè)備中,根據(jù)提示便能迅速放樣點(diǎn)位,精度均勻,作業(yè)效率較常規(guī)方式有極大地提高。隨著雙星系統(tǒng)(GPS/GLONASS),CORS等新設(shè)備、新技術(shù)的出現(xiàn),RTK在成果質(zhì)量、精度和效率方面又有了較大程度的提升。

在實(shí)際放樣工作中,常遇到如甲方只給一套參數(shù)和1～2個(gè)供檢核的控制點(diǎn),或僅給了若干個(gè)未覆蓋測區(qū)的控制點(diǎn)等情況。于是不免會有“校正參數(shù)應(yīng)用于測區(qū)的最終效果如何”,“放樣成果質(zhì)量如何”,“放樣點(diǎn)的點(diǎn)位和設(shè)計(jì)值偏差大小如何”等疑問。由于放樣工作的特殊性,對待放樣成果質(zhì)量必須從嚴(yán),否則將很有可能帶來巨大的人力、物力損失。因此,對待放樣工作不僅需要高度的責(zé)任心,也要從技術(shù)角度入手,采取多種方法和手段，最大限度地保證成果的可靠性。

1 TGO數(shù)據(jù)檢核比對思路

TGO(Trimble Geomatics Office)軟件是美國Trimble導(dǎo)航有限公司推出的用于GPS靜態(tài)和動態(tài)測量數(shù)據(jù)處理的著名商業(yè)軟件,在我國有著廣泛的應(yīng)用。其強(qiáng)大的測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和投影功能，為測量放樣成果的檢核比對提供了極大的便利條件。

1.1 數(shù)據(jù)檢核比對思路

測區(qū)工程控制網(wǎng)的投影(本文僅指高斯投影)方式有多種，改變中央子午線及變換投影高是最為常用的方式。通過改變中央子午線到測區(qū)中心,并且把測區(qū)的平均高程面作為投影面,可以使本測區(qū)的理論投影變形為最小。

在實(shí)際作業(yè)中,在RTK手簿中建立好轉(zhuǎn)換關(guān)系(工地校正)后,導(dǎo)入設(shè)計(jì)點(diǎn)網(wǎng)格坐標(biāo),或者在放樣后再采集點(diǎn)位的坐標(biāo)后都會得到點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)值。把這些WGS-84坐標(biāo)值在TGO中通過改變中央子午線到測區(qū)中心,把測區(qū)的平均高程面作為投影面進(jìn)行基于WGS-84橢球的高斯投影,就會得到該測區(qū)理論上變形最小的網(wǎng)格坐標(biāo),這些網(wǎng)格坐標(biāo)不包含因轉(zhuǎn)換參數(shù)殘差所引起的投影變形影響。

對WGS-84坐標(biāo)經(jīng)過投影變換后得到的網(wǎng)格坐標(biāo)進(jìn)行平移旋轉(zhuǎn)變換,通過兩個(gè)以上的點(diǎn)與測區(qū)設(shè)計(jì)網(wǎng)格坐標(biāo)進(jìn)行套合,此時(shí)便可以很容易地判斷測區(qū)校正參數(shù)或?qū)嶋H放樣效果的優(yōu)劣。

具體流程見圖1。

圖1 TGO檢核對比流程

TGO中的投影變換的具體步驟為：新建項(xiàng)目—文件—項(xiàng)目屬性—坐標(biāo)系統(tǒng)—坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置—改變—新系統(tǒng)—缺省投影方式(橫軸墨卡托),在“缺省投影方式”選項(xiàng)卡中“中心經(jīng)度”項(xiàng)錄入測區(qū)中央子午線,“尺度比”項(xiàng)為“1”,其他項(xiàng)根據(jù)需要而定。根據(jù)習(xí)慣選擇“北-東”坐標(biāo)系統(tǒng)?！跋乱徊健边x項(xiàng)卡選擇“無大地水準(zhǔn)面模型”,點(diǎn)擊“完成”后結(jié)束設(shè)置測區(qū)中央子午線的步驟。

投影到測區(qū)平均高程面的設(shè)置步驟為：在改變測區(qū)中央子午線設(shè)置后-項(xiàng)目屬性-坐標(biāo)系統(tǒng)-當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置,在“當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置”選擇卡中錄入項(xiàng)目位置的概略坐標(biāo)和高程/高度,然后選擇“使用地面坐標(biāo)”及“用投影位置計(jì)算比例尺”,點(diǎn)擊“確認(rèn)”完成該項(xiàng)設(shè)置。

經(jīng)過改變中央子午線及當(dāng)?shù)攸c(diǎn)投影設(shè)置后,在“項(xiàng)目屬性”選項(xiàng)卡點(diǎn)擊“應(yīng)用”,“確認(rèn)”按鈕完成設(shè)置。

1.2 “導(dǎo)入”/“導(dǎo)出”格式編輯

TGO軟件支持Trimble的RTK手簿文件直接導(dǎo)入,大多數(shù)的其他格式類型的RTK手簿文件則需導(dǎo)出，并編輯成文本格式文件,在TGO導(dǎo)入項(xiàng)建立相應(yīng)的文本格式后方能導(dǎo)入。

以常用的南方CASS坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件格式為例：打開TGO,通過“導(dǎo)入”-“其他測量文件”-“自定義”-“新建格式...”建立南方CASS坐標(biāo)文件格式,注意文件后綴為“DAT”。

同理,建立WGS-84坐標(biāo)文件格式,建議文件后綴為“TXT”。

同理,在“導(dǎo)出”-“點(diǎn),北,東,高程,代碼”項(xiàng)通過自定義方式也建立南方CASS坐標(biāo)文件格式和WGS-84坐標(biāo)文件格式。

需要注意的是,WGS-84坐標(biāo)文件“格式體”中的經(jīng)度、緯度、高程應(yīng)為“WGS 緯度”,“WGS經(jīng)度”,“WGS高程”。具體操作為,右鍵單擊“格式體”空白區(qū)域選擇“域”-“先進(jìn)的”,在彈出的表單中進(jìn)行相應(yīng)的選擇。

1.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)入及導(dǎo)出

在TGO中新建一工程,默認(rèn)設(shè)置,對于Trimble測量控制器(*.dc)文件直接從手簿中導(dǎo)入,此時(shí)該工程文件的坐標(biāo)系統(tǒng)及投影方式同于測量手簿中已建立的坐標(biāo)系統(tǒng)。

對于其他類型的RTK手簿或其他格式的坐標(biāo)文件,則需根據(jù)已建立的導(dǎo)入/導(dǎo)出文件格式,導(dǎo)出文本格式文件后再導(dǎo)入TGO中。對于僅作數(shù)據(jù)檢核比對的,可以只導(dǎo)入WGS-84坐標(biāo)數(shù)據(jù),進(jìn)行改變中央子午線及投影后,導(dǎo)出網(wǎng)格坐標(biāo)即可。需要建立WGS-84與工地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系的則需要應(yīng)用TGO導(dǎo)出測量控制器(*.dc)文件,應(yīng)用DC文件編輯器編輯(見圖2)投影及轉(zhuǎn)換參數(shù)(具體編輯步驟限于篇幅略之,請參考TGO幫助文檔)。

圖2 文件編輯器界面

2 數(shù)據(jù)檢核比對

WGS-84坐標(biāo)經(jīng)變換投影后的網(wǎng)格坐標(biāo)和測區(qū)的設(shè)計(jì)或?qū)崪y網(wǎng)格坐標(biāo)的檢核比對,通常采用兩種方式。

2.1 應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行檢核比對

以南方CASS為例,在CASS中新建文件后,分別導(dǎo)入WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的網(wǎng)格坐標(biāo)文件和測區(qū)設(shè)計(jì)或?qū)崪y網(wǎng)格坐標(biāo)文件。為了便于區(qū)分,可以通過建立圖層,設(shè)置不同顏色的方式對導(dǎo)入的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分操作。通過CASS軟件中的“測站改正”功能,選擇一組具有代表性的公共點(diǎn),考慮到距離較近的點(diǎn)可能會引起的角度偏差問題,應(yīng)選擇相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),帶狀區(qū)域的點(diǎn)盡量選擇兩端區(qū)域的點(diǎn)。經(jīng)過測站改正后,網(wǎng)格點(diǎn)疊加,通過縮放和CASS中的距離查詢工具可以方便地知道同名點(diǎn)的平面差異。

2.2 應(yīng)用Excel進(jìn)行檢核比對

通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件求取兩點(diǎn)網(wǎng)格坐標(biāo)的四參數(shù),考慮到距離較近的點(diǎn)可能會引起的角度偏差問題,應(yīng)選擇相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),帶狀區(qū)域的點(diǎn)盡量選擇兩端區(qū)域的點(diǎn)，比例系數(shù)固定為1。經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后,把兩套網(wǎng)格坐標(biāo)導(dǎo)入到Excel表格中進(jìn)行比對。

數(shù)據(jù)的檢核比對一般只對同類型,即設(shè)計(jì)坐標(biāo)和經(jīng)投影變換后的WGS-84網(wǎng)格坐標(biāo)比對,實(shí)測坐標(biāo)和實(shí)測的經(jīng)過投影變換后的WGS-84網(wǎng)格坐標(biāo)比對,如果需要,也可以對實(shí)測坐標(biāo)和設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行比對。

對于上述兩種檢核對比方式,可以結(jié)合應(yīng)用,這樣坐標(biāo)數(shù)據(jù)的檢核比對不僅直觀還能查看準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)比對信息。

3 結(jié)束語

TGO是一款功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理軟件,通過其投影變換及數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能，可方便地對放樣前的校正參數(shù)進(jìn)行檢核,對放樣后的實(shí)測數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性進(jìn)行檢核。從數(shù)據(jù)源頭及軟件的應(yīng)用方面入手對放樣質(zhì)量進(jìn)行保證，從而對放樣成果的可靠性具有很大的幫助。

由于放樣工作覆蓋面廣,行業(yè)差異大,本文未對坐標(biāo)的比對指標(biāo)作探討,僅以流程性的敘述作說明,以期“拋磚引玉”。

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