GPS—RTK技術(shù)在測(cè)繪大比例尺地形圖中的應(yīng)用探討

摘 要：利用GPS-RTK技術(shù)和全站儀配合測(cè)圖精靈測(cè)繪大比例尺寸地形圖，需要對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的原理與測(cè)繪方法有必要的了解。文章就GPS-RTK技術(shù)在測(cè)繪大比例尺地形圖的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù)；大比例尺地形圖；應(yīng)用

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全球定位系統(tǒng)開始廣泛應(yīng)用于不同的領(lǐng)域中。實(shí)踐證明，全球定位系統(tǒng)可以為用戶提供全天候的定位、定點(diǎn)以及測(cè)速等高質(zhì)量服務(wù)。在全球定位系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)越來越廣泛的情況下，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)，即GPS-RTK技術(shù)。利用該種技術(shù)可以在坐標(biāo)系中進(jìn)行三位定點(diǎn)測(cè)速，并且還能夠達(dá)到一定的精密度要求。相對(duì)比GPS，GPS-RTK技術(shù)屬于一種新型的定位測(cè)量方式。這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，可以應(yīng)用的范圍非常廣泛，其中就包含攝影測(cè)量、農(nóng)業(yè)測(cè)量、建筑測(cè)繪、地面工程、土木工程以及商業(yè)測(cè)繪等等多種領(lǐng)域。

1 GPS-RTK概述

事實(shí)上，GPS-RTK作為一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，主要是以載波相位為基礎(chǔ)的一種測(cè)量技術(shù)[1]。在工作的時(shí)候需要通過兩臺(tái)或者是兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)來接收衛(wèi)星信號(hào)。其中一臺(tái)GPS接收機(jī)需要放置在已知坐標(biāo)的工作基站，另外的GPS接收機(jī)則視作為移動(dòng)站而存在。在RTK的模式下，利用數(shù)據(jù)鏈，基站就能夠觀測(cè)到相應(yīng)的數(shù)值與觀測(cè)站某一坐標(biāo)信息，并將其傳送給移動(dòng)站。從這就可以看出，在這樣的工作原理下，移動(dòng)站不僅要利用熟練來接受基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還需要采集到GPS觀測(cè)的數(shù)值，同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。在實(shí)際工作的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn)RTK技術(shù)并不會(huì)很容易受到外界條件的影響。在工作條件滿足的情況下，就能夠快速、高校地完成定位作業(yè)。RTK系統(tǒng)主要是以拓普康定位系統(tǒng)公司的Hiper Pro接收機(jī)為例RTK說明的系統(tǒng)組成。其主要有基準(zhǔn)站接手機(jī)、對(duì)中桿、電纜、topcon tools軟件、電臺(tái)、三腳架與流動(dòng)站接收機(jī)。

GPS-RTK測(cè)量是一種差分GPS數(shù)據(jù)處理方法。從基準(zhǔn)站收集到的數(shù)據(jù)就會(huì)傳輸?shù)揭粋€(gè)或者是多個(gè)的流動(dòng)站中。簡(jiǎn)單說來，首先需要進(jìn)行靜態(tài)的觀察獲得WGS-84坐標(biāo)與地方坐標(biāo)鍵入標(biāo)接收機(jī)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，或者將靜態(tài)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)平差時(shí)求到與之相應(yīng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。最后將一致的點(diǎn)上架設(shè)一臺(tái)GPS接收機(jī)來作為基準(zhǔn)站。該臺(tái)基準(zhǔn)站主要是用來觀測(cè)兩外ujige已知點(diǎn)，針對(duì)出現(xiàn)差錯(cuò)的參數(shù)予以糾正核對(duì)，避免出現(xiàn)差錯(cuò)。最后需要將基準(zhǔn)站的坐標(biāo)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)與高程等相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入到GPS控制接收機(jī)中。通過設(shè)置另外一臺(tái)或是不同的GPS接收機(jī)來接收流動(dòng)站的衛(wèi)星信號(hào)。當(dāng)然，在此過程中還需要將預(yù)設(shè)精度與實(shí)測(cè)精度進(jìn)行比較。在此刻，接收機(jī)在接收到相關(guān)數(shù)據(jù)后，就會(huì)將測(cè)得的坐標(biāo)、高程以及精度等相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)中[2]。而另外一種測(cè)量方法就是直接利用接收機(jī)來接受相應(yīng)基準(zhǔn)站點(diǎn)WGS-84的坐標(biāo)，隨后利用這種坐標(biāo)來觀察到相應(yīng)坐標(biāo)體系，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)。但是，在此過程中需要注意的一點(diǎn)就是，這種測(cè)量方法僅僅只能適用測(cè)量范圍比較小的區(qū)域。

2 GPS-RTK技術(shù)在大比例尺地形圖中的應(yīng)用

測(cè)量區(qū)域的實(shí)際情況：該工作區(qū)域在晉西北汾河上游、忻州市中南隅。云中上距離該位置比較靠近，且和蘄州、陽(yáng)曲相鄰，南面連接婁煩和古交，該區(qū)域的西面與呂梁山和嵐縣相靠。這個(gè)地方的地理位置比較特殊，山巒重疊、丘陵起伏，同時(shí)還有不少的溝壑，地勢(shì)呈現(xiàn)出東北較高，西南偏低，境內(nèi)海拔海拔低的位置達(dá)到1156m，高的地方超過2500m。該縣的第二煤礦為縣內(nèi)的村鎮(zhèn)的3km位置處，交通相對(duì)比較方便。工程隊(duì)在測(cè)量作業(yè)展開之前，就需要里用全站儀將該位置的地形圖與作業(yè)測(cè)繪圖繪制出來。交通比較之后就可以利用資料比較檢驗(yàn)GPS-RTK測(cè)量作業(yè)的結(jié)果。同時(shí)還需要使用CASS7.0成圖軟件繪制成一定比例為1：500的地形圖。利用該技術(shù)進(jìn)行測(cè)量作業(yè)的時(shí)候，就需要根據(jù)GB/T18314-2009全球定位系統(tǒng)

（GPS）測(cè)量規(guī)范；GB/T 18341-2001地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量規(guī)范；GB 50026-93工程測(cè)量規(guī)范；GB/T 7929-1995 1：500，1：1000，1：2000地形圖圖式。在GPS-RTK測(cè)量工作實(shí)施的過程中，需要有一定數(shù)量的工程師與技術(shù)人員來共同完成，同時(shí)在完成測(cè)量的時(shí)候，保證整個(gè)的測(cè)量工作在2013年3月5日-19日完成。

準(zhǔn)備工作。在準(zhǔn)備實(shí)施該項(xiàng)工作的過程中，需要收集到所測(cè)量區(qū)域的基本資料，并設(shè)計(jì)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)。在展開施工測(cè)量作業(yè)之前，工作人員必須檢驗(yàn)儀器是否可以順利作業(yè)，主要包括電池量的檢查與主機(jī)內(nèi)存等檢驗(yàn)。與此同時(shí)，還需要利用Pccdu軟件來設(shè)置響應(yīng)高度與采樣率。在此項(xiàng)工作完成后，使用一定數(shù)量的GPS接收機(jī)來測(cè)量不同全站儀1級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行時(shí)段就是45min的靜態(tài)測(cè)量。將礦區(qū)中比較近的兩個(gè)礦井點(diǎn)來作為已知點(diǎn)，使用Pinnacle軟件測(cè)算出不同站點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)中的位置。GPS-RTK測(cè)量技術(shù)展開施工操作的時(shí)候，需要在基準(zhǔn)站點(diǎn)安排一人，2臺(tái)流動(dòng)站上每一臺(tái)站2人，同時(shí)還需要有畫草圖與操作儀器的人員。

在基準(zhǔn)站展開工作的過程中，首先必須選擇視野較好，有助于上點(diǎn)，且遠(yuǎn)離功率相對(duì)比較大的發(fā)射源和高壓線。將基準(zhǔn)站點(diǎn)選擇在比較高的位置，主要是可以增加電臺(tái)的輻射半徑。但是這項(xiàng)要求滿足后，還應(yīng)當(dāng)將作業(yè)點(diǎn)選擇距離站點(diǎn)比較靠近的位置，這樣有助于機(jī)器設(shè)備的安防，接收基準(zhǔn)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)。如果已經(jīng)完成檢核工作就可以進(jìn)行碎步測(cè)量。對(duì)距離比較近的基準(zhǔn)站點(diǎn)需要保持正常的工作。對(duì)另兩臺(tái)流動(dòng)站分別按指定的線路開始GPS-RTK碎步數(shù)據(jù)采集。流動(dòng)站在采集數(shù)據(jù)的時(shí)候，需要將所測(cè)量的物地貌特征點(diǎn)與屬性等相關(guān)內(nèi)容記錄下來，或者也可以在電子接收機(jī)上隨時(shí)標(biāo)記，以便完成室內(nèi)成圖的作用。外也數(shù)據(jù)采集完成后，就需要將不同的流動(dòng)站點(diǎn)接收機(jī)存儲(chǔ)的碎步點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，在操作的過程中需要利用TOPCON專用的傳輸線將相應(yīng)型號(hào)的接收機(jī)與計(jì)算機(jī)相互聯(lián)結(jié)起來，并在此過程中同步下載和傳輸軟件，還需要將獲得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到相應(yīng)的目錄中。最后，如果工作是在CASS7.0環(huán)境下展開，就需要利用外業(yè)繪制的草圖來完成地形圖的編輯。在測(cè)量快結(jié)束的時(shí)候還需要將編輯好的地形測(cè)量圖和已經(jīng)具備的數(shù)字進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)這兩者出現(xiàn)重合，就需要使用相應(yīng)的儀器將樣品圖打印出來，進(jìn)行實(shí)地勘察[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)相對(duì)于常規(guī)的測(cè)量與靜態(tài)的GPS而言，可以完成大比例地形尺寸的測(cè)量工作。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建文，陳然.GPS RTK測(cè)量中4參數(shù)和7參數(shù)應(yīng)用的探討[J].地礦測(cè)繪，2013，12（13）：65-66.

[2]熊焰.大比例尺工程攝影測(cè)量中精度超限問題之探討[J].江蘇測(cè)繪，2012，16（26）：65.

[3]吳貽芳.面向土地利用類型大比例尺地圖縮編技術(shù)研究[J].測(cè)繪，2013，12（32）：56.

[4]孟凡超.GPS-RTK與全站儀聯(lián)合作業(yè)在數(shù)字測(cè)圖中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2013，17（12）：75.