浅谈GNSS RTK技术在公路勘测中的应用.docVIP

浅谈GNSS RTK技术在公路勘测中的应用 　　摘 要：本文阐述RTK测量的优点及其在公路勘测中的应用情况，并对应用中存在的问题提出相应措施。 　　关键词：GNSS RTK；公路勘测 　　1. 引言 　　近年来，随着经济的发展与技术的进步，GNSS精密定位技术在我国得到蓬勃发展。GNSS技术在公路勘测的应用，前几年主要体现在采用静态或快速静态作业模式建立沿线GNSS公路控制网，近几年主要体现在采用实时动态（RTK）作业模式用于加密控制点、测图数据采集、纵横断面测量以及营运管理等方面。 　　2. GNSS RTK技术的优点 　　⑴ 作业效率高。在一般的地形条件下，高质量的RTK设站一次即可测完4km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数，在一般的电磁波环境下能较快的得到一点坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了作业效率。 　　⑵ 定位精度高，没有累计误差。在满足RTK的基本工作条件下，一定的作业半径内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级[1]。 　　⑶ 操作简便，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置，就可以获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换方便，输出能力强，能方便快捷的与计算机及其他测量仪器通讯。 　　⑷ 降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视，与传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，即使在传统测量看来地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，也能轻松地进行快速的高精度定位作业。这使得测量工作变得更加轻松。 　　3. GNSS RTK用于公路勘测的可行性 　　⑴ 外部条件。随着GNSS技术进一步的开发应用，GNSS实时载波相位差分技术（RTK）日渐成熟。仪器体积逐渐变小、野外携带操作方便、不要求站间通视、不受时间气象条件限制等这些优点，使其比常规方法进行公路勘测更加优越[3]。 　　⑵ 精度指标。公路勘测主要应用了GNSS的两大功能：静态功能和动态功能，但无论是静态测量还是动态测量都具有厘米级精度，因此完全可以满足大比例尺公路勘测的精度要求。 　　⑶ 数据形式。GNSS采集的数据是统一坐标系下的三维数据，测量结果可很容易地和其它应用软件接口，并利用软件直接成图或建立数字地面模型（DTM），为公路勘测提供重要数据。而且由于信息数据的自动接收，自动存储，内外业结合紧密，减少了中间环节，使路线测设一体化、自动化成为可能[4]。 　　4. 公路RTK测量的作业方法 　　4.1 不同起算条件下的RTK作业方式 　　在进行公路RTK测量时，已有起算点的坐标数据情况往往不尽相同。有的已知点可能同时具有WGS84大地坐标和1980西安坐标系坐标（简称80坐标）或1954年北京坐标系坐标（简称54坐标），可以求解两系统坐标转换参数，而大多数的已知点可能只具有80坐标或54坐标，还不能直接求解坐标转换参数。因此在具体作业方式上会有所不同[5]。 　　对于已知点同时具有WGS84坐标和80坐标或54坐标的公路项目，可以在RTK系统中直接输入已知点的两套坐标，选用合适的坐标转换模型，通过公共点匹配求解坐标转换参数，检验合格后保存采用。 　　对于已知点仅具有80坐标或54坐标的公路项目，为求解坐标转换参数，必须先测定已知点的WGS84坐标。此时要求基准站可以安置在已知点上，也可以安置在待定点上，甚至可以安置在临时点上，但都必须先进行单点定位，测定基准站的WGS84坐标。而为获取所有已知点的WGS84坐标，流动站必须先到已知点进行流动观测，然后在RTK系统内通过公共点匹配求解坐标转换参数。 　　4.2 不同坐标系统下的RTK作业方式 　　⑴ 在国家坐标系统下的RTK作业方式。即上述所介绍的两种情形。这种作业方式是真正意义上的实时提供国家坐标系统下的点位坐标，主要工作也是外业完成。它要求测区具有坐标转换参数或能够实时求定转换参数。该作业方式主要用于真正需要实时提供点位坐标的公路项目如施工放样等。 　　⑵ 在WGS84坐标系统下的RTK作业方式。即指RTK外业测量中无需考虑坐标转换参数而直接实时提供WGS84坐标，通过内业后处理提供国家坐标的一种作业方式。这种作业方式的最大特点是：不必为求定坐标转换参数而必须提前进行已知点联测，只需在测定待定点时顺便联测已知点。 　　5. 公路RTK技术的应用 　　GNSS静态定位、准动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，同时无法及时对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测不合格观测成果。虽然解决这些问题可通过延长观测时间来保证测量数据的可靠性，但这样则降低了GNSS测量的工作效率