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基于GPS—RTK的数字化测图在踏勘拟建站址中的应用

2016-04-01袁德宝李广海李鹏胡启亚吴孝禹

科技视界 2016年7期

袁德宝 李广海 李鹏 胡启亚 吴孝禹

【摘 要】变电站站址的勘测是选建站址的重要依据,鉴于RTK实时动态GPS测量技术在数字化测图中的优势和CORS系统的广泛应用,利用CORS系统获取控制信息及转换参数,RTK采集野外碎部点数据,并利用南方CASS7.0的简码成图的作业方式进行数字化成图。经实例证明,该方法的运用大大提高了外业采集数据和内业成图的作业效率,对类似的工程项目有较好的借鉴意义。

【关键词】RTK;CORS;简码成图;变电站站址

0 前言

变电站站址的选择是电力系统规划工作中的重要环节,而地形勘测是可行性研究的重要阶段。如何快速、高效、准确的完成变电站站址周边的大比例尺测图的工作,以供设计方面参考使用,是生产实际中所要解决的首要内容。

近年来,利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System,缩写为CORS)综合应用于大地测量、工程测量、气象监测、地震监测、地面沉降监测、精确导航等领域,对传统的GPS测量作业模式产生了重要变革。此外,随着RTK实时动态测量技术在大比例尺测图中无法比拟的优势与数字化地图成果的易用性,常规的测图方法正逐渐被取代。特别是在通视条件差,常规测量仪器难于完成野外作业的山地地形区域,可大力发展RTK模式测绘,既提高测量精度,减少劳动强度[3]。

本文结合对山东省新泰市拟建的变电站站址周边400×400m的1:1000地形图的测量成图实例,利用CORS系统获取控制信息及转换参数,RTK采集野外碎部点数据,这样不仅能够省去GPS静态引点的工作,并获得与国家坐标系相统一的测量成果,而且能够满足大比例数字化测图的精度要求;内业成图方面,采取CASS7.0的编码自动成图方法,提高了外业观测和内业成图的效率。

1 CORS简介、应用

利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统(Continuous Operational Reference System,缩写为CORS),是“空间数据基础设施”最为重要的组成部分,可以获取各类空间的位置、时间信息及其相关的动态变化。CORS的建立可以大大提高测绘精度、速度与效率,降低测绘劳动强度和成本,省去测量标志保护与修复的费用,节省各项测绘工程实施过程中约30%的控制测量费用。

目前,CORS系统下的网络RTK直接测量结果属于基于连续运行参考站网下的2000国家大地坐标系统。如果用户需要使用1980西安坐标系或1954年北京坐标系等坐标系统时需进行坐标转换;使用1985国家高程也需进行高程转换。可以在RTK设备上进行直接转换或进行测量结果的事后处理。

2 项目概况

2.1 项目基本情况

拟建站址的行政区划隶属于山东省泰安市新泰市,位于新泰市西南约6公里处的北岭宿舍附近。主推站址为北岭宿舍北站址,以6kV农业线名公矿支线39号杆以南100m为基点,以北200m以东200m的区域内;备选站址为北岭宿舍东站址,以中国移动通信杆沈家庄至东都井080号杆向北150m为基点,以南200m以东200m的区域内。进站道路的引接道路为北站址南侧向阳路。

2.2 项目的主要任务

该勘测项目隶属于可研阶段的一部分,主要任务为:

1)踏勘拟建站址的地形、地物、地貌是否符合建站条件;

2)描述拟建站址的高程,高差,供站址估算土方量用;

3)描述拟建站址有无果园、苗圃等;

4)向土建专业提供1:1000的地形图,测量范围不小于400×400m,并包含进站道路的引接道路及站址描述中参照物(中国移动通信杆沈家庄至东都井080号杆,6kV农业线名公矿支线39号杆),及有关的城市规划图,供站址方案比较及土方估算用;

5)收集拟建站址的坐标系和高程系。

3 外业数据采集

3.1 图根点的埋设

本次测量任务对于图根控制点的精度要求为:点位中误差±5cm,高程中误差±10cm。因此,RTK完全可以满足图根控制测量的点位及高程的精度要求;而且误差分布均匀,不存在误差积累问题,用于大比例尺测图的图根控制测量是可行的[4]。

图根点的设置应顾忌方便测图使用和便于RTK测量等因素,在拟选站址外围采用钢钉分别设置3个临时性图根点。基准站平滑60s设站后,在假定坐标系下使用流动站采集图根点,即可同步开始碎部点采集。应任务书要求,可不做基础控制,而直接利用CORS系统获得图根控制信息后,利用CASS中坐标转换功能,即可得到相应的转换参数。

3.2 外业采集注意事项

测区绝大部分地面坡度在2°-6°之间的地区,属于丘陵地形。测区内,坡坎、田地、树林较多,建筑房屋稀少,但总体来说比较规整。测绘1:1000的丘陵地区的地形图时,地形点的平均间距为50m,采用1m为基本等高距。斜坡、陡坎比高小于1/2等高距或在图上长度小于5mm时可舍去,当坡坎较密时,可适当取舍[1]。高程点注记密度图上为每100cm2内5-20个,内业成图时,可依距离不大于20m进行高程点过滤,再通过交互展点的命令增加明显地物点或地形特征点,如山顶、鞍部、凹地、山脊、谷底及倾斜变换处,应注记高程点。此处当外业碎部点采集时,应格外注意。

注意地物不能漏测,尤其是地下管线类、坟、水井等,遇到标石类要予以拍照记录,供设计方联系咨询。此外,为避免重测漏测的现象,不仅可利用手簿中线放样功能,也可以通过CASS获取后缀名为“.dxf”的测区边界线或者测区内标志性的地物,导入手簿内,便于外业碎部点采集时随时参照。

4 内业编辑成图

采用数字测记模式时,一般要绘制草图。鉴于测区内地物地貌比较规整,此次测图采用“简码法”模式自动成图。简码识别的作用是将带简编码格式的坐标数据文件转换成计算机能识别的程序内部码[2],在现场可输入简码,室内自动成图。

内业“简码法”成图方面,CASS7.0系统预先定义了一个JCODE.DEF文件,用户可以编辑JCODE.DEF文件以满足自己的需要,但要注意不能重复,且野外操作码第一个字母不能是“P”、“U”、“Q”、“B”等[5]。此外应注意,连线顺序将决定类似于坎类的齿牙线的画向,齿牙线及其它类似标记总是画向连线方向的左边,因而改变连线方向就可改变其画向[2]。

简码识别完毕后,进行简单必要的修整、文字注记、植被填充、绘制等高线以及地形图的修饰等工作。绘制等高线时,应注意:

(1)数字地面模型建立时,应充分考虑各种地性线、断裂线和微地物的表示;(2)采用严密的数学模型进行计算生成等高线;(3)等高线生成后,必须对照实地进行检查,发现错误应及时改正。

初步成图完成之后,需在野外对测图成果进行准确性及完整性进行实地检查。发现遗漏或错误及时采取有效措施弥补。

5 结论

由CORS系统获取图根控制信息,运用传统的GPS作业模式进行碎部点的采集。这样可以在保证满足测图精度要求的基础上,方便快捷的获取图根控制信息,大大提高了作业效率,能够圆满完成踏勘拟建站址的测量任务。

利用RTK技术实现数字化测图的外业数据采集,不仅能够达到1:500图根控制测量的点位和高程精度要求,而且误差分布均匀,不存在误差积累问题,完全可以满足大比例尺测图的需要[4]。

利用南方CASS7.0的简码成图的方法,具有灵活、简便、快速等特点,缩短了内业成图的时间,在数字测图内外业一体化中得到了广泛的应用。

【参考文献】

[1]国家测绘局测绘标准化研究所.GB/T 14912-20051:5001:10001:2000,外业数字测图技术规程[M].北京:中国标准出版社,2005.

[2]数字化地形地籍成图软件CASS7.0用户手册[S].南方测绘仪器公司,2006.

[3]聂上海,殷立琼.GPS RTK技术在数字化地形测量上的应用实验[J].测绘通报,2005(3):30-31.

[4]艾广山.RTK在图根控制中的精度分析[J].测绘与空间地理信息,2012,35(11):106-108,111.

[5]史长鳌,刘秀格.大比例尺数字化测绘新方法——简码法[J].测绘通报,2003(8):64-65.

[责任编辑:王楠]