车载GPS连续跟踪测量技术在测绘地形图中的应用

2012-10-26河南省测绘工程院李存文苏春耀肖天豪

河南科技 2012年7期

河南省测绘工程院李存文苏春耀肖天豪

河南省测绘工程院李存文苏春耀肖天豪

随着河南省经济的快速发展和HNCORS系统在河南省测绘地理信息产业中的综合利用，数字城市规划和国土资源信息监测等工作对基础地理信息数据的现势性和更新频率有了越来越高的要求。目前，地形图要素更新技术主要包括全野外数字化测图技术和遥感技术。在某些特定场合，全野外数字化测图技术与遥感技术相比具有费用高、成图周期长等缺点，如何快速、高效地获取符合要求的道路要素数据是测绘工作者所面临的一大难题。本文，笔者结合实际案例，阐述了车载GPS技术的测量流程以及车载GPS测量的误差来源。

一、作业流程

1.设备部分。包括GPS仪器1台（如Trmble 5700、Trmble R8、LEICA GX1230GG）和小汽车1部。

2.操作部分。使用HNCORS系统，将GPS流动站仪器接收机天线（带基座）固定在汽车顶部，利用卫星数据线或蓝牙与GPS控制器建立连接，启动流动站开始测量，最后完成初始化操作。利用车载GPS流动站信号接收机在汽车静止状态下对某一点进行测量，并与车载GPS数据进行检核比较，特别是对车载GPS的数据进行加权改正，在确保数据正确后方可进行下一步的作业。测量作业流程如下所示。

（1）在GPS控制器中对需要测量地形点的相关参数进行设置，并选为自动存储。对测量点成果的限差要求进行设置。

（2）利用GPS控制器自带软件的“连续地形”功能，选取按等距离或等时间记录数据，对记录数据精度进行设置控制，对数据超限的部分不予记录。

（3）由1人负责驾驶车辆，另1人在车内负责指引行车路线，第3人在车内负责GPS控制器的操作，共3人进行车载GPS连续跟踪测量作业。

（4）导出GPS手簿数据，在对数据进行整理后方可使用。

二、车载G PS测量的误差来源及控制

1.与卫星信号传播有关的误差。主要包括大气折射误差和多路径效应。这2种误差对RTK的影响十分显著，在距离较远或流动站周围有障碍时，误差可达50～100 mm。为了消除大气的折射误差，在实际作业中，可采用双频观测，卫星高度角设置为15°左右。在消除多路径效应方面，可在接收侧机设置多径抑制。在树林、河边、高楼附近等复杂地形处测设时，适当延长观测时间也能减小多径效应的影响。

2.与接收设备有关的误差。主要包括天线相位中心位置偏差误差和仪器的对中误差。天线相位中心位置偏差在毫米级，对RTK定位影响不大。为消除仪器的对中误差，在架设基准站时应严格对中整平，尽量减小基准站的对中误差。在流动站放样时，应在圆水准器气泡居中时检查各点位的精度，以消除流动站不对中所带来的误差。另外，在工地校正时采用的控制点坐标精度和控制点在测区分布的均匀程度等数据也直接影响到测量结果的精度。

3.车载GPS RTK测量的误差来源及控制。除了要考虑常规RTK测量外，还应考虑汽车在运动状态倾斜时所带来的测量误差。

（1）当GPS流动站卫星接收天线安装在2车轮轴线的正上方，且汽车车轮均在正常的地面行驶（如地面无凸凹坑洼处）时，此时车载GPS连续跟踪测量作业采集GPS高程数据与实际数据保持一致。

（2）当GPS流动站卫星接收天线安装在2车轮轴线正上方时，汽车某1个车轮行驶在地面凹洼之处时，此时车载GPS连续跟踪测量作业采集到的GPS高程数据比实际点位的高程数据要小，对平面数据的影响不大。

（3）当GPS流动站卫星接收天线安装在2车轮轴线的正上方，当汽车某1个车轮行驶在地面凸出之处时，此时车载GPS连续跟踪测量作业采集到的GPS高程数据比实际点位的高程数据要大，对平面数据的影响不大。

三.应用实例

1.本文，笔者对车载GPS连续跟踪测量硬化路面采集高程点的高程成果进行了常规检核（采用数字全站仪和常规GPS-RTK技术）。检核公式如下：