(湖南省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì) 湖南 株洲 412000)

基于網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的工程測(cè)量技術(shù)探討

吳友興

(湖南省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)湖南株洲412000)

本文結(jié)合案例，論述了網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用，以此來與同行進(jìn)行交流和探討。

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)；工程測(cè)量；應(yīng)用

一、引言

相比較常規(guī)的全站儀及GPS測(cè)量技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量技術(shù)具有測(cè)量效率高、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確等等優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛的運(yùn)用到工程測(cè)量的過程中，為測(cè)量工作的效率和質(zhì)量提供保障，進(jìn)而為工程建設(shè)的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。如何在工程測(cè)量的過程中使用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，本文將予以探討。

二、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)概述

(一)網(wǎng)絡(luò)RTK含義

網(wǎng)絡(luò)RTK也稱基準(zhǔn)站RTK，又稱為多基準(zhǔn)站RTK或者連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站RTK，是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)某區(qū)域形成網(wǎng)狀覆蓋的目的，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置不同的基準(zhǔn)站。并以這些基準(zhǔn)站中的一個(gè)或多個(gè)為基準(zhǔn)計(jì)算和發(fā)播GPS改正信息，從而對(duì)該地區(qū)內(nèi)的GPS用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)改正的定位方式。

(二)網(wǎng)絡(luò)RTK原理

網(wǎng)絡(luò)RTK基本原理是在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)稀疏地、較均勻地布設(shè)多個(gè)基準(zhǔn)站,構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng),那么我們就能借鑒廣域差分GPS和具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局域差分GPS 中的基本原理和方法來設(shè)法消除或削弱各種系統(tǒng)誤差的影響,獲得高精度的定位結(jié)果。

(三)網(wǎng)絡(luò)RTK的組成

網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)的組成部分主要有：基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)通信鏈路和用戶部分，并且使用網(wǎng)絡(luò)將不同的基準(zhǔn)站點(diǎn)和數(shù)據(jù)處理中心連接起來。

(四)具體工程項(xiàng)目中的半場(chǎng)RTK技術(shù)與全場(chǎng)RTK技術(shù)對(duì)比

例如：在湖南省某地區(qū)土地調(diào)查項(xiàng)目中分別使用了半場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)和全場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。半場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)所測(cè)面積和真值之差的絕對(duì)值為0.8m2，最大值是0.85m2，全場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)RTK所側(cè)面積和真值之差為1m2，最大值是1.07m2。土地調(diào)查中RTK定位平面精度限差是5cm，使用誤差傳播公式：S=ab，σs2=b2σa2+a2σb2。其中a和b分別是長(zhǎng)和寬，σs是面積中的誤差，σa和σb是分別是長(zhǎng)度方向中的誤差。通過計(jì)算，半場(chǎng)面積誤差是δsH=1.03，全場(chǎng)面積誤差是σsT=1.59。

通過對(duì)比分析，半場(chǎng)面積誤差要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于全場(chǎng)面積誤差。因此在網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)運(yùn)用時(shí)所選區(qū)域不應(yīng)過大，對(duì)于特別大的區(qū)域我們應(yīng)該選擇分區(qū)。

三、案例分析

(一)案例

某工程位于我國(guó)南部省份，地形以山坡、溝谷為主，植被發(fā)育，通視條件較差，附近控制點(diǎn)較少，最近的控制點(diǎn)為C級(jí)，最小距離20km。因此在該工程測(cè)量的過程中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，以提高測(cè)量工作的效率和質(zhì)量，為該工程的建設(shè)質(zhì)量提供保障。

(二)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用

1.控制測(cè)量方法選擇

由于網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)可以使用逐項(xiàng)改正誤差和集中計(jì)算方法，在用戶數(shù)據(jù)中心的幫助下，集中發(fā)布數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)向大量用戶同時(shí)提供高精度、高可靠性和實(shí)時(shí)定位信息的目的。該工程位于山地區(qū)域，很難發(fā)現(xiàn)可以利用的測(cè)量控制點(diǎn)。所以該工程直接設(shè)置網(wǎng)絡(luò)RTK點(diǎn)為主，在部分RTK信號(hào)或觀測(cè)條件不理想的地方以全站儀布設(shè)圖導(dǎo)線點(diǎn)為輔，將上述兩種方法結(jié)合起來使用，為測(cè)量工作的效率奠定基礎(chǔ)。

2.控制測(cè)量精度技術(shù)指標(biāo)

從網(wǎng)絡(luò)RTK外業(yè)操作、質(zhì)量控制和內(nèi)業(yè)資料整理三個(gè)方面，合理的控制該工程的測(cè)量精度技術(shù)指標(biāo)。該工程使用的GPS儀器設(shè)備：華測(cè)生產(chǎn)的測(cè)地型GNSS接收機(jī)T5設(shè)備4臺(tái)套，標(biāo)準(zhǔn)精度為X、Y：±(10+ 1×10-6×D)mm，Z：±(20+ 1×10-6×D)m，網(wǎng)絡(luò)RTK距離大于10km。

網(wǎng)絡(luò)RTK控制測(cè)量，布設(shè)3點(diǎn)為1組，以圍繞項(xiàng)目區(qū)內(nèi)固定地物測(cè)設(shè)為主要測(cè)量方式，并且需要保證有兩個(gè)以上的通視方向。同時(shí)合理的使用區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有等級(jí)控制點(diǎn)，進(jìn)行內(nèi)插檢核網(wǎng)絡(luò)RTK質(zhì)量成果。

3.網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)方法

首先，要合理的擺設(shè)儀器。將三腳架擺設(shè)在流動(dòng)站，并且將基座安裝好，打開GPS流動(dòng)站接收機(jī)之后，使用專用量高儀，在不同的方向測(cè)量?jī)x器的高度，當(dāng)互差在±2mm以下時(shí)，輸入其平均值；然后，打開手簿，使用GPRS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)中心進(jìn)行連接，接著將測(cè)地通軟件打開，使用藍(lán)牙接通手簿和流動(dòng)站接收機(jī)，打開手簿VRS，直到獲取固定解；其次，將所觀測(cè)的控制點(diǎn)30個(gè)歷元作為第一次成果，要保證每個(gè)控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集有3次以上的固定解，每次開始觀測(cè)之前，需要復(fù)位手簿；最后，在測(cè)地軟件和GPRS網(wǎng)絡(luò)的幫助下，獲取該區(qū)域的三維坐標(biāo)。

4.網(wǎng)絡(luò)RTK控制點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)分析

該工程共有338個(gè)網(wǎng)絡(luò)RTK控制點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)形成統(tǒng)一成果報(bào)告的目的。RTK點(diǎn)控制測(cè)量二次初始化點(diǎn)位平面中誤差是±1.0cm，高程中誤差是±1.1cm；而監(jiān)測(cè)點(diǎn)位平面中誤差是±9.0cm，高程中誤差±1.4cm。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)RTK控制點(diǎn)通視邊長(zhǎng)長(zhǎng)度，以及邊長(zhǎng)高差等檢測(cè)結(jié)果，具體如表1和表2所示。

表1 網(wǎng)絡(luò)RTK控制點(diǎn)通視邊邊長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)表

表2 網(wǎng)絡(luò)RTK控制點(diǎn)邊長(zhǎng)、高差、角度檢測(cè)結(jié)果精度統(tǒng)計(jì)

四、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：第一，使用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，在區(qū)域測(cè)繪的過程中，會(huì)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)作為參考，從而保證不同行業(yè)之間和不同部門之間系統(tǒng)的一致性；第二，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的使用，能夠根據(jù)不一樣的服務(wù)，向用戶提供不一樣精度的數(shù)據(jù)服務(wù)；第三，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)有效的縮短了初始化的時(shí)間，同時(shí)進(jìn)一步增加了工作的范圍；第四，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，合理的使用連續(xù)基站，保證用戶可以隨時(shí)的進(jìn)行觀測(cè)，極大的改善了工作的效率和質(zhì)量；第五，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)比較完善，可以避免系統(tǒng)出現(xiàn)誤差和周跳的現(xiàn)象，差分作業(yè)的可靠性得到有效的改善和提高；第六，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)數(shù)據(jù)鏈通訊方式具有固定性和可靠性，因而降低了電臺(tái)通訊距離因素的影響；第七，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)可以為遠(yuǎn)程INTERNET提供服務(wù)，可以共享不同的數(shù)據(jù)信息。

五、結(jié)束語

總而言之，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在工程的測(cè)量過程中發(fā)揮著重要的作用，它有效的提高了測(cè)量工作的效率和質(zhì)量，同時(shí)又能夠保證測(cè)量結(jié)果的精確性，為工程施工的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，因而在工程測(cè)量的過程中得到廣泛的應(yīng)用。

[1]曾澤前.基于網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的福州城市工程測(cè)量技術(shù)研究[J].測(cè)繪與空間地理信息,2013(10):96-99.

吳友興(1983-)，本科，工程師，主要從事礦山測(cè)量、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、工程測(cè)量工作。