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基于RTK测量技术在工程测量中的运用

2021-01-25

四川水泥 2021年3期
关键词:精准度控制点测绘

饶 莲

(乌鲁木齐职业大学,新疆 乌鲁木齐 830000 )

RTK 测量技术基于GPS 技术,GPS 技术目前是全球卫星定位系统的首要技术。作为美国研发的一种新型导航系统,GPS 在现有基础上,自身衍生了多套高效系统,可广泛用于各领域内。RTK 测量技术可以实现两个测量站的有效观察,根据不同的测量点,将基准站采集的载波依次发送至用户接收端,随后进行结算,以分析其整体坐标。作为常用的GPS 测量方法,在静态动态测量中,可以获得精准较高的测量体系。GPS 测量精准可以达至厘米级别,RTK 测量技术可以在野外采用动态分析方法,实现重大突破。RTK 技术极大地提升了测量作业的效率,其系统需要保持正常运作。首先,需要同时接收不同的GPS 卫星信号,在基准站以及移动台接收卫星信号过程中,实现分离。并在移动站定位过程中,关闭机器,对RTK 进行初始化操作,完成后续锁定。

1 RTK 技术的测量优势分析

1.1 RTK 具有工作效率较高的优势

在RTK 使用过程中,RTK 具备明显的系统应用优势,可以全面实现动态监测,以便更好的完成数据测量。并且在野外测量时,可以定位厘米级别的精准程度。此方法一经发明,便使测绘领域产生了较大改变,极大提升了测绘领域自动化以及数字化的建设水准。RTK 工作效率极高,在测绘工作开展中,通过RTK 测量技术的应用,可以极大提升测量工作业效率。在一般地形应用时,可以通过高质量的RTK 设站,完成在相关测区范围内的测绘工作,一次性高效、精准的完成测绘流程[1]。

与传统测绘进行比较,此技术可以有效减少所需要的控制点数量以及测量仪器的相关频率。且在操作流程里,操作人员在每个放样点当中仅需要停留较短时间便可完成测量工作,操作便捷快速且可以有效达到勘测规范所需要的精准度。与以往人工传统测量模式相比,其自身具有明显的应用价值[2]。

1.2 RTK 具有工作条件要求较低的优势

RTK 测量技术可以对作业的整体要求明显降低,例如,RTK 可以实现全天候、不停歇作业,此优势是以往人工作业无法到达的顶点。在测量作业过程中,RTK 测量技术不需要控制两点之间,便可以满足光学透视,其仅需要形成电磁波通视以及对天基本通视即可。RTK 测量技术具有极大的应用优点,传统测量技术对通视条件、能见度、季节等外在要求极多。而RTK 测量技术在工作中,其基本不受外力因素干扰,可以在恶劣情况下完成测绘工作[3]。

1.3 RTK 具有定位精准度较高、操作便捷的优势

在后续测量中,RTK 技术可以实现定位精准度较高的应用优势。RTK 测量技术是一种实时的动态监测技术,具有极高的定位需求,以满足后续的定位精准度[4]。在传统的检测测量中,如经过多次搬站后,其均会出现不同程度的误差积累。而RTK 技术可以克服此类缺陷,在满足RTK 基础工作条件下,实现极高的平面测量度精准。在实际测量过程中,通过该技术的应用,可以有效减少测量误差的出现,完成有效处理。此外,RTK 测量技术自动化水准较高,其操作简单。RTK 技术其自身的测绘功能在行业当中实现了广泛推广,流动站可以利用RTK 内附加的软件,降低人工的参与模式,保证多种测试测绘结果精准。在测绘技术当中,其自动化水准较高,无需过多人工辅助便可以顺利、精准的完成测量。作为测量精准度较高的测量技术,RTK 可以减少人为测量所造成的严重误差。

在测绘工作开展中,通过RTK 测量技术的应用,可以在RTK 测绘基站无任何设施的前提下,完成移动站的准确测量。实现移动测量,完成坐标放样,自动化程度极高,具有较多的集成功能。可以实现相关数据的准确输入、储存以及处理具备极高的数据互换能力,在其他仪器测量通讯中占有绝对优势。

2 RTK 的相关劣势分析

RTK 测量技术源自GPS 系统,是一种衍生技术,因此其功能以及使用情况受限于GPS 系统。在相关时间段内,无法被卫星所覆盖。而且在特殊情况下的测量模式,很难得到固定值。其双星系统虽然可以很好的解决RTK 技术固定值不稳的问题,但是其在测量过程中出现了一定的应用不足问题[5]。具体表现为测量点上空有遮蔽物或其他干扰物时,RTK 系统无法很好的接受相关信息,对信号的精度造成了一定的不良影响,出现了要求不高或测量不准的情况。例如,在RTK 测量中,对于山区、城市地区,如附近有大型建筑物或大片树林时,其精度则会受到一定影响,有可能会出现一定程度的测量不足。而在室内使用RTK 测量技术时,则无法的有效完成技术测量。部分地区,尤其是山村地区,其存在一定的误差,对RTK 的高度测量精准度产生了不良影响。

3 RTK 测量原理以及相关流程

3.1 RTK 测量技术的相关原理

对RTK 测量技术进行分析,可以得知其在测量过程中,自身由三部分组成。分别为基准站接收机、数据链以及流动性接收站[6]。在运行时,在基站上装备接收机为参考站,通过相关卫星发送连续性的观测数据,并通过设备实时的发送给流动站。在接受GPS 卫星数据的同时,完成设备以及数据精准度的调控。在定位过程中,可以通过算法计算出流动被测点的三维坐标以及测量精度。

3.2 RTK 相关的作业流程

RTK 在实施测量工作前,必须采集相关测试区域的比例尺寸,完成野外勘察。在勘察过程中,必须考虑到城市以及大片树林的测量地点,并提前完成准备工作。为了保证本文数据具有可信度,本文将就北京合纵思壮公司生产的E650RTK 测量设备进行分析。在测量工程中,其需要进行六大步骤。

其一,设定工程项目,成立工程;

其二,在校正界面当中,输入控制点,完成坐标以及平面图标的绘制;

其三,将基准站假设选在控制点上,完善基准站的设置;

其四,设置流动站;

其五,在设置完毕后,进行4 参计算。如在计算过程中,发现多余控制点,可以在该点上进行二次验证;

其六,完成实际工作,例如RTK 测量、RTK 放样、RTK 绘制等。

在实施方案当中,其必须具备三个或三个以上具有连续性的控制点,选择合理架构进行基站建设。在基站建设完毕后,架设流动站数据连接,以保证其可以根据工程的实际情况进行数据转换[7]。由于其自身具备了一定的控制点坐标,因此可以省去控制点的联合检测步骤,可以进一步完成测量放样等作业。需要注意的是,在使用RTK 测量技术时,控制点坐标必须保持至少三个以上,才可以完成相关测量精度的要求,保障工程数据的真实性以及可靠性。此外,也可以进行高程控制,且出现多余点时,可以考量周围是否有大型建筑物影响整体工程的有效开展。检查RTK 自备的电瓶电量是否充足,排除是否因电量不足导致测量精度出现问题的情况,校正基座,减少有可能会出现的误差。

4 RTK 测量技术在道路工程中的应用

RTK 测量技术可以完成工程测量,因此,在工程建设中具有广泛应用。对于界点测量结果,可以采用同样方法。用相关仪器,对界址点进行检测分析,并将测量结果作为其界址点的真值进行监督模拟。例如,在使用RTK 技术进行建设用地的探测定位当中,通过RTK 技术的有效应用,可以全面实现界址点坐标的实时测量。运用RTK 测量技术,可以完好的实现土地使用期限测量,还可以运用技术完成用地面积的科学掌控[8]。

在本文数据当中,本文将模拟某工程新建项目。其路线起止点桩号为K0+000;终点桩号为K5+574.666;该工程路线全长5.575 公里,且该道路经测量后为二级道路,设计速度为80km/h。在该道路设计工程中,必须完成道路选线,以保障其道路的有效应用。在以往的道路选线当中,其均是通过大比例尺地形图完成。通常,缩放比例为1:1000 或1:2000。此外,也需要利用常规方法进行测图,完成控制点建立以及碎部测量,才可以对地形图形成有效的绘制。但经过相关工序后,工作效率严重降低。因此,本工程拟采用GPS,而且测量技术可以保障整体测量结果精准度。RTK 测量技术在测定过程中,以坐标值为真值,可以保证所测坐标的差异与RTK 之间的误差具有应用性,二者点位误差小于5cm。在测量过程中,可以得出以下5 点结论。

其一,RTK 的测量结果与全站仪测量结果的差异在厘米级别,因此,横向最大误差以及纵向最大误差均小于3.1cm,最小为0.3cm;

其二,在全站仪测量过程中,点位坐标RTK 方向点的误差均保持在5cm以内。RTK 放样点点位可以对全站测量点位误差公式进行计算;

其三,RTK 进行测试过程中,其曲线的横向以及纵向偏差可以满足相关工程要求。因此,其不存在误差累计,以常规仪器测试的精准度较高为准;

其四,如误差具有一定的限制,可以根据测量的条件判断出误差来源。对于放样点存在的市区工程误差、多维信号干扰误差等,对于接近水域的地区,则多为多路径误差;

其五,对于误差超限点,可以使用静态GPS 测量后制作相关模板,标记出精确点位。也可以使用经纬仪以及电子测距仪,利用导线进行测量,制作出正确的模板,标记出正确点位。

因此,可以得知,在道路选线过程中,必须按照探测范围的规范,本着最大限度减少征地以及拆迁的原则进行选线。在利用GPS—RTK 接收机进行流动站设置中,可以沿着道路中线采取一定的间隔进行数据采取,完成已知点。并将其作为基础参考,在遇到沿线的重要构造物过程中,必须完成精准定位,并将相关数据录入计算机内。利用绘图软件,在电脑进行选线,绘图软件使用采用AutoCad 软件。设计人员在大比例尺带状地图中完成定位线后,在道路中线地面进行标记,并得到中桩点坐标以及坐标文件。而且,在后续测量中,可以将文件坐标输入至GPS 电子簿中,系统便会完成自动处理,对于放样点的点位进行自动测量。在道路中线确定后,利用道路中桩点坐标以及绘图软件,可以得到道路纵断面以及中桩所对应的道路横断面。因此,其所用数据均可以根据测量地图进行采集,无需额外进行横断面的实测,减少外业工作量。且因为点位的独特测量性,可以产生累积误差,概率较小,放样精准度基本保持一致。

5 结束语

综上所述,在道路测量中,RTK 测量技术与传统的测绘技术可以实现有效对比。经对比后,可以得知RTK 测量技术的测量成果可以全面满足探测规范的整体要求。此外,也可以对以往的工作效率、精准度、工程成本等方面,具备明显的应用优势。虽然我国在RTK 技术的应用过程中,与发达国家相比,整体具有一限定的局限性。但随着RTK 技术的有效渗透,我国RTK 自主产权正在逐步成熟。移动信息技术在RTK 测量技术中的完美融合以及其测量精度、作业效率等逐步提升。RTK 测量技术可以为工程测量带来极佳的社会经济效益,实现工程效益的全面增强,具备极佳的推广应用价值。

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