gps在控制测量中的应用

gps在控制测量中的应用

舒水市占地25公里，四周群山环抱。风景名胜区是风景如画的选择。为满足生态城市建设的需要,并能跟上测绘行业新仪器新技术运用的步伐,丽水市城建测量队于2001年底购进AshtechGPS测量仪器一套(二台静态、二台动态),以满足控制测量与施工放样等的需要。RTK测量作为一种新式的测量方法,运用并不是很广泛,这方面的经验也不是很丰富。各使用单位都是在一边使用,一边探索其新技术。高精度的GPS测量必须采用载波相位观测,而RTK定位技术就是基于载波相位观测的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维坐标,并能达到厘米级精度,其测量的基本原理是:在基准站上架设GPS接收机,通过数据链将其观测值、改正数、基准站坐标等信息传送至流动站,流动站通过数据链接收来自基站的数据,同时采集GPS观测数据并在系统内按差分技术进行实时处理,给定厘米级精度。1基于gps的转换参数求解静态GPS主要运用于控制测量中。传统的控制测量主要采用三角网、测边网、边角网、导线网等方法来施测,布点要求点间通视,观测时间长,且距离起算点越远,其布设点的点位精度越低。若采用GPS来进行控制测量,点位受地形影响不大,选择控制点时只要注意远离高压线,点位较空旷的地方即可,可以大大提高我们的工作效率,且其点位精度较均匀。目前丽水城区使用的坐标系是北京54坐标系,要用RTK进行控制测量,首先要解决的问题是如何将野外采集的WGS-84坐标与当地的北京54坐标统一起来,即求解转换参数。首先利用四台GPS接收器(动态可当静态使用)到能够覆盖城区的原北京54坐标系中的四等控制点上(NZS1,CD11,HXQB,CDM1)同步采集WGS-84坐标(如图所示),同时设站FGDL,GH11(主要考虑这两点在以后的动态测量中作基准站,并能覆盖整个城区)两点观测构成异步环,采用插点法加密,设站时精确对中,精确整平,数据采集回来后,利用红外端口将数据传递到计算机上,利用Ashtech携带平差软件设置丽水市中央子午线经度120°00′00″,纬度28°00′00″,尺度比1,以及横坐标加500000m等投影信息,进行基线解算,采用经典Helmert法三维转换,将坐标从WGS-84基准转换到地方椭球上,应用地图投影得到格网坐标,求得转换参数。此种方法严密,能保持GPS观测值完全均匀,满足不同距离的需要。同时为了提高基线的解算精度,笔者采用修改观测时间段、改变高度角、以及删除部分卫星等方法,六点整体平差后,求得六点的WGS-84坐标和北京54坐标。为了检验测量精度,又在FGDL,GH11两点用三角脚架设RTK进行数据采集,参与控制网的整体平差,发现这两点平差后的精度与原坐标几乎相同,误差椭圆很小,完全满足城市基本控制的精度要求。2城市土地的测量与使用2.1gps-rtk测量在传统的基本控制测量中,采用全站仪导线法来施测,要求至少三个人才能进行,且前后视均要求与测站通视,每一测站观测时间长,还需要进行内业导线平差计算,距离起算点越远,导线点位精度越低,所以比较费时费工,且测量误差会积累。而GPS-RTK初始化时间只有十几秒,测量时间只有2～3s,运用其动态定位的特点进行城市基本控制,每站独立观测,所以误差不会积累。其操作过程主要是这样的,选择市中心房管大楼顶(即FGDL点)作为基站,以首级控制中的两套坐标作为RTK测量控制点的起算数据,流动站实时测量其北京54坐标,重复测量3次,若无粗差,取其平均值作为基本控制点的坐标。在测量的过程中,注意与以前的一些一级导线点的坐标以及高程相比较(表2),结果发现其纵横坐标相差0～4cm,高程也相差0～4cm,符号有正有负,整体体现偶然误差的影响。其成果符合城市基本控制的精度要求。2.2内业利用成图软件成图传统的地形测量是在测区内首先建立图根控制点,然后再用大平板仪或经纬仪结合小平板法测图,现在发展到外业用全站仪野外采集数据,内业利用成图软件成图。这些方法都要求在测站上测地形、地物特征点,对通视要求很高,要求人员较多(一般2～3人)。若采用RTK图根测量,只要采用对中杆即可,则图根控制速度快,对通视要求也不高,可以边控制边测图,但采用GPS测量时,有时因大树或房子等障碍物的影响,使地物或地貌特征点测量不出坐标,所以图根控制用GPS-RTK,而碎部测图仍采用全站仪。2.3测站与放样点的通视要求自放样主要是把图上设计的坐标与高程在实地标定出来,它其实是测量坐标的一个反过程。以往主要采用全站仪放样,一般至少需要两人合作,且要求测站点与放样点要通视才行,若不通视,还要进行转站。若附近无控制点,则先引点。现在采用动态GPS进行放样,只要把放样的点坐标输入手簿中,测量员背着GPS接收器,根据其显示提示测量员走到放样点位上,放样像走路一样轻松完成,当然,其精度也较高,各放样点的误差影响也是独立的。3仪器置管方式正确(1)浮点解,可能是离基站远或卫星信号差等。可采用重设流动站、修改高度角、复位接收机、切换电台通道等方法,或换时间段。(2)手簿显示无连接,可将手簿界面互相切换刷新,如仍为无连接,则仔细检查仪器的连接情况。(3)手薄显示正常,在近距离无法初始化,说明附近有强电磁场影响,有效的方法是更换基准点。(4)高精度测量中遇到初始化困难的点,最好重置整周模糊度作多次观测。(5)仪器工作一切正常,且转换参数求解正确,其中一个点在第一次检核时和已知点比较出现粗差,重置整周模糊度后核对正确。可能是仪器置信度设置太低。总的说来,出现异常情况时,应首先检查各部件的供电系统,再检查其仪器设置,分析问题出现的可能性,找出原因,对症下药。4碎部测量的控制要点GPS-RTK在控制测量以及施工放样中有着广泛的运用,比传统的测量仪器的测量,它有着省时