關(guān)于rtk測量在地質(zhì)工程中的應(yīng)用_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  關(guān)于RTK測量在地質(zhì)工程中的應(yīng)用</p><p>  摘要:本文筆者將結(jié)合實例,對目前采用的RTK測量的主要過程進行了分析,總結(jié)可提高RTK測量在地質(zhì)工程應(yīng)用的幾點結(jié)論和一些質(zhì)量控制建議。 </p><p>  關(guān)鍵詞:RTK;地質(zhì)工程;測量方法;質(zhì)量控制 </p><p>  中圖分類號:O213.1文獻標(biāo)識碼: A 文章編號: </p

2、><p><b>  1 概述 </b></p><p>  由于RTK 實時動態(tài)測量具有實時、高效的特點,在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,但在測量成果的精度和可靠性方面,從其誕生之日起就充滿了爭議。RTK技術(shù)的出現(xiàn),幾乎完全改變了傳統(tǒng)地控制測量方法,然而RTK的測量技術(shù)還存在一定的局限性,比如遮擋、強磁場干擾、太陽黑子及超遠距離等因素都對測量質(zhì)量有一定的影響,甚至可導(dǎo)致無

3、法測量。RTK 的關(guān)鍵技術(shù)是初始整周模糊度的快速解算,數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)母呖煽啃院蛷娍垢蓴_性。RTK 系統(tǒng)原理雖然很復(fù)雜,但從應(yīng)用角度來講,還是相當(dāng)簡單和方便的,只要有足夠數(shù)量的衛(wèi)星且具有較好的幾何分布,并且基準(zhǔn)站與移動站間的數(shù)據(jù)通訊良好,就可以進行測量。目前,RTK 技術(shù)已經(jīng)滲入到國民經(jīng)濟和社會生活的各個方面,并且正在發(fā)揮著越來越重要的作用。 </p><p>  2 RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查區(qū)測量中應(yīng)用 </p&

4、gt;<p>  我們對某金屬礦地質(zhì)勘查區(qū)布設(shè)了四等控制網(wǎng),在此基礎(chǔ)上用GPS快速靜態(tài)方法布設(shè)了13個GPS控制點,經(jīng)觀測合格并采用南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件平差,然后采用RTK雙次測量技術(shù)進行了復(fù)測。 </p><p>  (1)作業(yè)方法:在測區(qū)中部選擇四等控制點架設(shè)RTK基準(zhǔn)站及電臺等,并連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;RTK移動站依次到各點測量。重要的是第二次測量時需重置整周模糊度,并把雙次測量數(shù)據(jù)的平均值

5、作為成果。 </p><p>  (2)作業(yè)精度:平面10mm+2ppm;高程20mm+2ppm。 </p><p>  (3)作業(yè)要求:在觀測時段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供同步觀測;移動點與基準(zhǔn)點距離應(yīng)不超過10km。 </p><p>  (4) RTK方法的優(yōu)點是作業(yè)速度快、精度高。 </p><p>  從表1中的數(shù)據(jù)可以看出,RTK

6、雙次測量與GPS快速靜態(tài)測量成果的坐標(biāo)分量最大差異為1.8cm ,這其中還包括了對中等其它測量誤差的影響。因此在本例中,RTK測量與GPS快速靜態(tài)測量的成果無顯著差異,精度相當(dāng)。 </p><p>  3 RTK技術(shù)在地質(zhì)工程點測量中應(yīng)用 </p><p>  (1)作業(yè)方法:在測區(qū)中部選擇遠離各種強電磁干擾源、周圍應(yīng)無明顯的大面積的信號反射物、視野開闊的相對制高點等觀測條件良好的控制點架

7、設(shè)基準(zhǔn)站,并連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;RTK移動站依次到礦區(qū)鉆孔、探井、探槽、勘探線、地質(zhì)點等地質(zhì)工程點測量。 </p><p>  (2)作業(yè)要求:在觀測時段內(nèi)應(yīng)確保有5 顆以上衛(wèi)星可供同步觀測;移動點與基準(zhǔn)點距離應(yīng)不超過10km。 </p><p>  表2 中的Mp 、Mh 和Mp + h是指點位在平面、高程和空間位置的均方根(RMS) 。以上精度統(tǒng)計中可以看出RTK測量完全滿足一般地質(zhì)

8、工程點的測量精度要求。 </p><p>  4 RTK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 </p><p>  由于我國大多采用1980年國家坐標(biāo)系、1954年北京坐標(biāo)系或地方獨立坐標(biāo)系等坐標(biāo)系統(tǒng)。RTK 測量應(yīng)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。當(dāng)要求高程精度較高時,轉(zhuǎn)換參數(shù)必須考慮高程要素。如果無法滿足高程精度要求,可對RTK數(shù)據(jù)后處理,按高程擬合、大地水準(zhǔn)面精化等方法求解高程值。 </p><p>  對

9、于一定區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)工程測量,我們往往利用以往的控制點成果求取“區(qū)域性”的轉(zhuǎn)換參數(shù),以便適用于需要的坐標(biāo)系統(tǒng)。其區(qū)域性,理論上削弱了變形影響,提高了轉(zhuǎn)換的可靠性。基準(zhǔn)站的WGS84 坐標(biāo)的獲得方法有2 種: </p><p>  (1) 使用已有的靜態(tài)數(shù)據(jù),直接將控制點的WGS84坐標(biāo)和地方坐標(biāo)輸入手簿直接求?。?</p><p>  (2) 使用上點采集的方式獲取,此種方法是在無WGS84

10、 成果的情況下使用。具體做法如下:基準(zhǔn)站的WGS84 坐標(biāo)直接從手簿中讀取,然后將移動站安置于控制點上采集WGS84 坐標(biāo),每次測量前總要先對測區(qū)進行點校正(WGS84 地心坐標(biāo)與所需坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換) 。即測前應(yīng)在測區(qū)邊沿選擇3 個分布均勻的控制點進行點校正,求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。測量時應(yīng)以其它已知控制點作為檢核,當(dāng)檢核精度滿足擬測量等級時,方可開始正常作業(yè)。將校正參數(shù)記錄在筆記本上,每次測量前應(yīng)認真核對本參數(shù),確保本測區(qū)參數(shù)的唯一性。 &

11、lt;/p><p><b>  5 質(zhì)量控制 </b></p><p>  在RTK外業(yè)測量中主要的誤差是多路徑誤差,多路徑誤差對點位坐標(biāo)的影響,在一般環(huán)境下可達5~9cm ,在高反射環(huán)境下可達15cm ;在高反射環(huán)境(城鎮(zhèn)、水體旁、沙灘、飛機、艦船等) 下,碼信號受多徑誤差的影響,可導(dǎo)致接收機的相位失鎖;實踐證明,觀測值中的很多周跳都是由于多路徑誤差引起的。 </

12、p><p>  接收機天線附近的水平面、垂直面和斜面都會使GPS 信號產(chǎn)生鏡反射。天線附近的地形地物,例如道路、樹木、建筑物、池塘、水溝、沙灘、山谷、山坡等都能構(gòu)成鏡反射。因此,選擇GPS 點位時應(yīng)特別注意避開這些地形地物,采取提高天線高度和其他防止多路徑誤差的措施。 </p><p>  由于RTK測量有時會出現(xiàn)點位坐標(biāo)漂移誤差,當(dāng)按設(shè)計要求進行RTK作業(yè)時,在距離和測回數(shù)都按設(shè)計掌握時,仍

13、有部分測點超限時,只有通過減小測距和增加測回數(shù)加以解決。 </p><p><b>  5.1 成果檢驗 </b></p><p>  應(yīng)加強對RTK成果的檢驗。對RTK 成果的外業(yè)檢查可以采用下列方法進行:與已知點成果的比對檢驗、對同一點的測量檢驗、已知基線長度測量檢驗、不同基準(zhǔn)站對同一測點的檢驗。對測繪的地形圖采用常規(guī)作業(yè)方法檢查。RTK作業(yè)后,應(yīng)認真總結(jié)作業(yè)方法

14、,統(tǒng)計測量精度,做好測量報告的編寫工作,以便逐步完善RTK 作業(yè)方法。 </p><p>  5.2 如何判斷觀測質(zhì)量 </p><p>  (1) 直接查看觀測手簿上的收斂值: 目前大多數(shù)RTK儀器都已采用OTF 方法計算整周模糊度,大大縮短了解算時間。因此,在無干擾的測區(qū),儀器鎖定衛(wèi)星在5 顆以上時,5s 內(nèi)RTK 測量即獲得固定解,手簿顯示的收斂值一般在2cm 以內(nèi)。此時的收斂值真實

15、地反映了天線中心測量的內(nèi)符合精度。若RTK測量60s 以上才得到固定解,此時的收斂值可能存在偽值。需要進一步確認。 </p><p>  (2) 已知點比較法:作為RTK 測量起算數(shù)據(jù)的高級控制網(wǎng),一般用GPS 靜態(tài)獲得,具有很高的可靠性。為檢核坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)、已知數(shù)據(jù)輸入及RTK 測量各種過程的正確性,可以通過將已知點納入到測量鏈中的方式進行檢查,這是一種十分有效的方法,可在任何情況下時使用。 </p>

16、;<p>  (3) 重復(fù)測量判定觀測質(zhì)量:少數(shù)測區(qū)存在一些干擾源,造成RTK測量質(zhì)量不正常。導(dǎo)致觀測成果出現(xiàn)較大誤差甚至有偽值現(xiàn)象。這種情況觀測時不易發(fā)現(xiàn),可從手簿上反映出收斂很慢,求得固定解一般需要幾十秒甚至幾十分鐘才能完成,其收斂值一般在2~8cm之間。這時手簿上顯示的收斂值可能不完全真實,有時測量誤差可能達到幾十厘米甚至幾米。當(dāng)出現(xiàn)此種情況時,要慎重對待采集的數(shù)據(jù),最好重置整周模糊度重復(fù)采集數(shù)據(jù)以檢核觀測質(zhì)量,或用

17、另一臺移動站重復(fù)采集數(shù)據(jù)來判定觀測質(zhì)量。每次初始化成功后,或測量2~4h左右應(yīng)重合1~2個已測過的RTK點,以此來檢查基站設(shè)置的正確性和測量鏈過長后可能產(chǎn)生的點位坐標(biāo)漂移誤差,這種方法可以在首站完成后的設(shè)站時使用。 </p><p>  (4) 成果整理時應(yīng)注意以下2點: ①JOB 文件必須建立在DISK目錄下,以確保數(shù)據(jù)的安全;②測量結(jié)束后應(yīng)對兩組成果進行比較,較差小于5cm的取中數(shù)使用,大于5cm的應(yīng)返工重測

18、。 </p><p><b>  6 結(jié)論 </b></p><p>  經(jīng)過RTK雙次測量與快速靜態(tài)測量的比較,從表1 中的數(shù)據(jù)可以看出,RTK雙次測量與GPS快速靜態(tài)測量成果的坐標(biāo)分量差異較小,這其中還包括了對中等其它測量誤差的影響。因此,RTK測量與GPS快速靜態(tài)測量的成果無顯著差異,精度相當(dāng),可以在地質(zhì)工程布設(shè)一級圖根控制中應(yīng)用。RTK技術(shù)在地質(zhì)工程點測量中,

19、從表2 中的數(shù)據(jù)可以得出完全滿足一般地質(zhì)工程測量精度要求的結(jié)論。 </p><p><b>  參考文獻: </b></p><p>  [1] GB/T18314-2001 全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范[S]. </p><p>  [2] 周忠謨,易杰軍.GPS衛(wèi)星測量原理及其應(yīng)用[M].北京:測繪出版社,1992. </p>

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