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探析RTK測量技術在水利工程中的重要應用的論文

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工程測量技術在我國的經濟發展歷程中有着極爲重要的作用,它爲我國的工程建設提供了強有力的保障。

探析RTK測量技術在水利工程中的重要應用的論文

但是隨着各種新的工程測量新技術的發展,對測量技術人員的要求也越來越高。在這種狀況下,就要要求我國的工程測量人員必須隨着測量技術的發展不斷更新自己的技術水平,只有這樣才能夠對新的測量設備進行正確的操作,在工程測量工作的開展中才能提供精確的數據,是工程質量基礎保證。

一、RTK技術概述

1.實時動態(RTK)測量系統,是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合,是GPS測量技術中的一個新突破。RTK測量技術是以載波相位觀測量爲根據的實時差分GPS測量技術,其基本思想是:在基準站上設定1臺GPS接收機,對所有可見GPS衛星進行連續地觀測,並將其觀測數據透過無線電傳輸設備,實時地發送給用戶觀測站。

在用戶站上,GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時,透過無線電接收設備,接收基準站傳輸的觀測數據,然後根據相對定位原理,實時地解算整週模糊度未知數並計算顯示用戶站的三維座標及其精度。透過實時計算的定位結果,便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況,實時地判定解算結果是否成功,從而減少冗餘觀測量,縮短觀測時間。

測量系統一般由以下三部分組成:GPS接收設備、數據傳輸設備、軟件系統。數據傳輸系統由基準站的發射電臺與流動站的接收電臺組成,它是實現實時動態測量的關鍵設備。

3.軟件系統具有能夠實時解算出流動站的三維座標的功能。

測量技術除具有GPS測量的優點外,同時具有觀測時間短,能實現座標實時解算的優點,因此可以提高生產效率。

二、求轉換參數

根據RTK的原理,參考站和移動站直接採集的都爲WGS84座標。參考站一般以一個WGS84座標作爲起始值來發射,實時地計算點位誤差並由電臺發射出去。移動站同步接收WGS84座標並透過電臺來接收參考站的數據,條件滿足後就可達到固定解。

在RTK應用中,轉換參數大概分爲校正參數、四參數、七參數和擬合參數。

四參數和七參數並不是一個概念,四參數是同一橢球不同座標系之間的轉換參數。表示爲⊿X、⊿Y、A(旋轉角)、K(尺度比)。七參數是兩個不同橢球之間的轉換參數,表示爲⊿X、⊿Y、⊿Z、⊿α、⊿β、⊿γ、⊿K,三個平移、三個旋轉和一個尺度參數,是不嚴密的。四參數和七參數是不能同時使用的,兩者只能任選其一,那麼在具體測量時怎麼確定這兩種參數是一個關鍵的問題。

RTK直接測量的座標是屬於WGS84座標系,我們通常用的是國家標準座標系統,但在不能精確求取七參數的情況下,可以把WGS84的原始經緯度作爲北京54的經緯度處理,這樣一來就可以透過採集兩個或兩個以上的北京54已知點來求取四參數,高程就可以透過擬合的方法得到。

一般RTK儀器都提供了兩種求取四參數的方法:第一種是先採集控制點經緯度座標,輸入已知點座標,軟件就會自動計算出四參數並給出點位精度;另一種就是方法就是利用校正向導的多點校正方式,輸入已知點座標後實時讀取當前點座標,兩個點以上就可以求出四參數,將其儲存後就可以應用了。

三、-RTK測量數據質量與很多因素有關

如何提高RTK測量的數據質量是關鍵。水利工程中有很多因素是不利於RTK測量的,我們必須採取一定才措施來避免這些因素。

測量控制的方法主要有:

(1)進行點校正。利用已知點檢核所測得的區域點是不是正確的,利用實測已知點比較檢核RTK測量。如果發現有質量問題,立即採取措施改正,要將錯誤消滅在現場中。

(2)重測對比。每次初始化完成後,先重測l~2個附近測過的RTK點或重複測量高精度控制點,經過兩次測量數據進行比對,確認在誤差範圍內後,方可進行重新RTK測量。

(3)電臺頻率控制。電臺是RTK測量的一個關鍵設備,電臺的頻率是保證測量精度的關鍵。在不同地形或干擾源的條件下采用不同的電臺頻率,保證數據傳輸的質量。

1.測量及放樣

參數求完之後就可以測量和放樣了。測量時只要將移動站在特徵點上對中整平,然後輸入點名和天線高即可。需要注意的是一定要在固定解的狀態下,否則測出來的數據誤差會很大,如果在樹林裏面或者遮擋比較嚴重的地方就需多等一會,也可將碳釺杆升高或者選擇衛星信號好的時段去測。

放樣是有點、直線、道路的放樣,放樣的座標可以是直接輸入或透過電腦匯入兩種方式,點的放樣比較簡單,選擇好要放樣的點後按照方向的指示就可以找到藥放樣的點位了。直線放樣的`話要先建立直線,然後根據偏距和里程即可。道路放樣相對要複雜一些,要先進行道路設計,方法有兩種:一是元素法,二是交點法。一般建議使用元素法來設計,按照“點—直線—緩曲—園曲—緩曲—直線”的順序把元素數據輸入手薄,生成道路檔案。最好是在電腦裏把檔案處理好,再匯入手薄,減少出錯率。設計完之後就可以透過自動計算好的座標去放樣,同樣根據里程和偏距去找,偏距是左負右正。

2.數據傳輸

在將數據傳出之前,需要將數據轉化成需要的數據格式和類型,例如成圖需要的格式、格式等。然後透過兩種方式將數據傳輸到電腦上。

方法一:安裝同步軟件,用數據線連接手薄與電腦,連接成功後即可透過手薄的路徑把數據傳輸出來。

方法二:將手薄的USB端口設定成U盤模式,將要傳輸的數據複製後在SD卡里面粘貼,然後用數據線路徑手薄與電腦,直接在SD卡上將數據拷貝出來即可。

3.注意事項

在儀器具體操作時,需要注意以下事項:

架設參考站時,如果是大電臺,一定要注意電瓶的正負極,先連接電瓶端,檢查無誤後再連接主機和電臺,如是內置電臺,最好將儀器架設在比較高的地方,測量前要檢查一下參考站的工作狀態是否正常。

移動站狀態檢查,各種顯示是否正常,手薄工作狀態是否正常,常規介面應顯示點號、座標、精度、衛星狀況、電臺通道(與參考站一致)及信號強度等。

如果測量中出現問題,要根據具體情況來分析原因。如果手薄下方顯示無數據,表示手薄與移動站沒有連接;通道號沒顯示或顯示與參考站不一致的通道號,用電臺設定切換到一致的通道即可;如果總提示ID號有變化,則表明基準值被動了或者電臺串頻了。

RTK測量技術還有很大的發展空間,操作方法也會越來越簡單,但是要更好的應用RTK技術,還是要測量人員親身體會其原理和性能,對各種情況做到心中有數,這樣纔能有效地保證RTK測量精度,提高作業效率。

技術的應用前景

實時動態(RTK)定位有快速靜態定位和動態定位兩種測量模式,兩種定位模式相結合,在水利工程中的應用可以覆蓋勘測、施工放樣等前端數據採集。

5.快速靜態定位模式

要求GPS接收機在每一流動站上,靜止的進行觀測。在觀測過程中,同時接收基準站和衛星的同步觀測數據,實時解算整週未知數和用戶站的三維座標,如果解算結果的變化趨於穩定,且其精度已滿足設計要求,便可以結束實時觀測。一般應用在控制測量中,如控制網加密;若採用常規測量方法,受客觀因素影響較大,在自然條件比較惡劣的地區實施比較困難,而採用RTK技術可起到事半功倍的效果。