RTK在城市規(guī)劃建設(shè)的作用
時(shí)間:2022-04-14 02:58:10
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1rtk技術(shù)概述及優(yōu)點(diǎn)
隨著測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展,RTK測(cè)量技術(shù)作為新科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,除具有GPS測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)外,還有觀測(cè)時(shí)間短,能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)實(shí)時(shí)解算的優(yōu)點(diǎn)。具體有以下幾點(diǎn):1)測(cè)量過程直觀透明,可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示的測(cè)量成果。能夠及時(shí)地查看坐標(biāo)定位精度,并使3維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)放樣、快速成圖等問題得以解決。2)觀測(cè)時(shí)間短。在觀測(cè)條件良好時(shí),可在3~5s內(nèi)求得高精度的測(cè)點(diǎn)3維坐標(biāo)。3)全天候作業(yè)。只要在測(cè)點(diǎn)能夠接收到4顆GPS衛(wèi)星信號(hào),則在任何時(shí)間連續(xù)地進(jìn)行作業(yè)。4)操作簡(jiǎn)便,自動(dòng)化程度高,大幅度減少勞動(dòng)工作量,RTK測(cè)量已基本實(shí)現(xiàn)了智能化,觀測(cè)人員只需將天線對(duì)中整平,量取天線高,打開電源即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)。5)測(cè)站之間無需通視,適應(yīng)各種地形。各站之間是相互獨(dú)立的觀測(cè)值,誤差不會(huì)積累傳播。
2RTK技術(shù)在城市測(cè)量中的應(yīng)用
2.1控制測(cè)量
為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測(cè)繪的需要,城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn),城市的高等Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)大多位于地面以上,隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,這些控制點(diǎn)常被破壞,影響了工程測(cè)量的進(jìn)度,如何快速精確地提供控制點(diǎn),將直接影響工程進(jìn)度。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量,要求點(diǎn)間相互通視,費(fèi)工費(fèi)時(shí),且精度不均勻。GPS靜態(tài)測(cè)量,點(diǎn)間不需通視且精度高,但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果,如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)將無論是在作業(yè)精度,還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
2.2地區(qū)地籍測(cè)量
傳統(tǒng)的方法要布設(shè)大量的導(dǎo)線來測(cè)量部分平高點(diǎn),內(nèi)業(yè)再空三加密。采用RTK技術(shù)測(cè)量,只需在測(cè)區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近的高等級(jí)控制點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站(若測(cè)區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近無高等級(jí)控制點(diǎn),可先加密),流動(dòng)站直接測(cè)量各像控點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程,對(duì)不易設(shè)站的像控點(diǎn),可采用手簿提供的交會(huì)法等間接的方法測(cè)量像控點(diǎn)的精度要求對(duì)于RTK測(cè)量來說是不難達(dá)到的。與傳統(tǒng)作業(yè)相比較,它不需要逐級(jí)布設(shè)控制點(diǎn);與靜態(tài)GPS測(cè)量相比,縮短了作業(yè)時(shí)間,因而大大提高了作業(yè)效率,功效至少提高3~5倍。其作業(yè)流程如下:1)在試用試驗(yàn)階段,針對(duì)所選用的GPS儀器,首先定出該城區(qū)移動(dòng)站的有效工作范圍,選定分布于該城區(qū)的城市D級(jí)GPS3維控制網(wǎng)點(diǎn),組成本次地籍測(cè)量工作的基準(zhǔn)框架網(wǎng),并利用這些控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)和1954年北京坐標(biāo)成果計(jì)算出用于RTK測(cè)量的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。2)選取基準(zhǔn)框架網(wǎng)中的1個(gè)RTK測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn),架設(shè)RTK基準(zhǔn)站,移動(dòng)站在基準(zhǔn)站的有效作用范圍內(nèi),有目的地施測(cè)本城市別的控制點(diǎn),將這些測(cè)量結(jié)果與已知成果相比較。3)從比較數(shù)據(jù)可以看出,RTK測(cè)量結(jié)果與其他測(cè)量技術(shù)獲取的測(cè)量結(jié)果互差均在厘米級(jí),因此可以認(rèn)為RTK測(cè)量結(jié)果的點(diǎn)位精度達(dá)到厘米級(jí),而且各點(diǎn)位之間不存在誤差累積,避免了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的弊病,能滿足城鎮(zhèn)地籍測(cè)量對(duì)權(quán)屬界址點(diǎn)的測(cè)量精度要求。4)在檢測(cè)試驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上,以RTK基準(zhǔn)框架網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ),分別架設(shè)RTK基準(zhǔn)站,使用RTK接收機(jī)作為移動(dòng)站進(jìn)行碎部測(cè)量。由于所用RTK系統(tǒng)的發(fā)射電臺(tái)使用可充電蓄電池,中途不需要更換電池,使用起來十分方便;移動(dòng)站在首次測(cè)量時(shí),在一個(gè)已知點(diǎn)上可進(jìn)行校正,從而檢查RTK是否工作正常及基準(zhǔn)站坐標(biāo)輸入是否正確;最后,將RTK采集所獲得的數(shù)據(jù)處理后直接導(dǎo)入計(jì)算機(jī),可及時(shí)地精確地獲得界址點(diǎn)點(diǎn)位信息,準(zhǔn)確地繪制宗地圖、地籍圖,計(jì)算宗地面積等。
2.3線路中線定線
RTK測(cè)量技術(shù)用于市政道路中線或電力線中線放樣,放樣工作一般一人即可完成。將線路參數(shù)如線路起終點(diǎn)坐標(biāo)曲線轉(zhuǎn)角半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器(作業(yè)手簿),即可放樣。放樣方法靈活,即能按樁號(hào)也可按坐標(biāo)放樣,并可以隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移動(dòng),直到誤差小于設(shè)定的為止。
2.4建筑物規(guī)劃放線
建筑物規(guī)劃放線,放線點(diǎn)既要滿足城市規(guī)劃條件的要求,又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系,放樣精度要求較高。使用RTK技術(shù)進(jìn)行建筑物放樣時(shí)需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系,對(duì)于短邊,其相對(duì)關(guān)系較難滿足。在放樣的同時(shí),需要注意的是測(cè)量點(diǎn)位的收斂精度,如果點(diǎn)位收斂精度不高的情況下,強(qiáng)制測(cè)量則有可能帶來較大的點(diǎn)位誤差。在點(diǎn)位精度收斂高的情況下,用RTK進(jìn)行規(guī)劃放線一般能滿足要求。
2.5用地測(cè)量
在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中,RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界址點(diǎn)坐標(biāo),確定土地使用界限范圍,計(jì)算用地面積,在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時(shí),應(yīng)用RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)測(cè)量權(quán)屬界限土地分類修測(cè),提高了測(cè)量速度和精度。
2.6其他方面測(cè)量
RTK技術(shù)還可用于地形測(cè)量、水域測(cè)量、管線測(cè)量及房產(chǎn)測(cè)量等方面。用RTK技術(shù)測(cè)圖,可不用布設(shè)圖根控制,僅依據(jù)少量的基準(zhǔn)點(diǎn),即可直接測(cè)定地形地物點(diǎn)坐標(biāo),如果用專業(yè)測(cè)圖軟件,通過電子手簿記錄即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)圖。在水下地形測(cè)量時(shí),可以自動(dòng)導(dǎo)航和按距離或時(shí)間間隔自動(dòng)采點(diǎn),只要將天線高量至水面,加水深改正后,即可高精度的實(shí)時(shí)測(cè)定水下地形點(diǎn)的3維坐標(biāo),由專業(yè)軟件成圖。
3RTK技術(shù)在城市測(cè)量中質(zhì)量影響因素及控制
3.1受限因素
1)受衛(wèi)星狀況的限制。衛(wèi)星信號(hào)容易被建筑物樹木等遮擋,使作業(yè)時(shí)間受到限制。2)受天空環(huán)境的影響。白天中午時(shí),受電離層干擾大,共用衛(wèi)星數(shù)目減少,使得初始化時(shí)間長(zhǎng)甚至不能初始化,在進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)可避開這個(gè)時(shí)間段。3)數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小。數(shù)據(jù)鏈容易受到城市中類似于建筑物一類的障礙物干擾,使信號(hào)在傳輸過程中衰減嚴(yán)重,影響測(cè)量精度和作業(yè)半徑。因此基準(zhǔn)站的位置應(yīng)設(shè)在測(cè)區(qū)中央的最高點(diǎn),以覆蓋盡可能廣的范圍。4)初始化能力和所需時(shí)間問題。在高樓密集區(qū),GPS衛(wèi)星信號(hào)容易被阻擋,導(dǎo)致失鎖、初始化丟失等問題。應(yīng)選用初始化能力強(qiáng)所需時(shí)間短的機(jī)型進(jìn)行改善。5)精度和穩(wěn)定性問題。由于RTK受限制的因素多,導(dǎo)致其測(cè)量的精度和穩(wěn)定性不及全站儀強(qiáng)。應(yīng)選用精度和穩(wěn)定性好的機(jī)型,并通過布設(shè)多余控制點(diǎn)來進(jìn)行質(zhì)量控制。
3.2質(zhì)量成果控制
影響測(cè)量成果質(zhì)量的因素較多,在測(cè)量中必須進(jìn)行質(zhì)量控制。主要方法有:1)選用精度和穩(wěn)定性較好的機(jī)型,避免因機(jī)器性能不足帶來的質(zhì)量問題。2)已知點(diǎn)檢核比較法。在布測(cè)控制網(wǎng)時(shí)用靜態(tài)GPS或全站儀測(cè)出多余控制點(diǎn),與RTK測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較,以發(fā)現(xiàn)問題。該方法可靠,但受控制點(diǎn)的數(shù)目限制。3)重測(cè)比較法。每次初始化后,對(duì)一兩個(gè)已測(cè)過的RTK點(diǎn)或高精度控制點(diǎn)進(jìn)行重測(cè),確保無誤后再進(jìn)行RTK測(cè)量。一般在沒有控制點(diǎn)的地方采用此法。
4結(jié)束語
綜上所述,RTK在城市規(guī)劃實(shí)際測(cè)量過程中有很多優(yōu)秀的方面,很大程度上滿足了我們對(duì)降低作業(yè)強(qiáng)度,提高工作效率,縮短設(shè)計(jì)周期的要求,如勘測(cè)設(shè)計(jì)“內(nèi)外業(yè)一體化”的要求、DTM3維數(shù)據(jù)的快速采集、GIS前端數(shù)據(jù)大量采集諸多方面,同時(shí)也克服了傳統(tǒng)測(cè)量方法的一些不足。但其在碎部測(cè)量中的應(yīng)用還是有一定的限制。在進(jìn)行測(cè)量時(shí),主要注意事項(xiàng)是基準(zhǔn)站選擇要在比較中心、位置空曠開闊的至高點(diǎn)上,且周圍無磁場(chǎng)、高壓線、大片水域等外界影響,這樣流動(dòng)站接收的信號(hào)才會(huì)相對(duì)較好。
本文作者:申亞鵬馬廷剛龍文彬田慶豐黃定軍工作單位:68029部隊(duì)