RTK测量成果检验时效性的探讨

于久申 薛庆荣 姚兴双 郑富春

(东方地球物理公司装备事业部华北作业部 河北任丘)

RTK测量成果检验时效性的探讨

于久申 薛庆荣 姚兴双 郑富春

(东方地球物理公司装备事业部华北作业部 河北任丘)

文章从RTK施工过程中的数据采集、标志位置和传统控制措施等方面,分析了RTK施工中存在的粗差源及传统检核方式的局限性,并以Trimble仪器为例,探讨了确认初始化正确性的新方法和应对措施。

RTK;检核;粗差;极坐标放样法

0 引 言

目前RTK(Real Time Kinematic GPS实时动态定位)测量成果质量检验是以多余观测(即复测点)的数量和质量作为评价指标[1]。这种事后对比三分量较差的传统检验方法,不能及时在现场发现测量粗差(包括基准站坐标、天线高、流动站施工参数、设计坐标、初始化错误等),具有局限性、滞后性,时效性不高。因此,有必要在常规检验方法的基础上探讨如何在野外现场及时探测粗差,提高质量判别的时效性,保证测量成果质量。

1 RTK数据粗差源统计及传统应对措施

在RTK测量施工中,由于基准站和流动站的粗差,会对物理点的平面坐标、高程和标志位置的造成影响,见表1。

表1 粗差对物理点的影响

2 基准站和流动站粗差探测

2.1 探测依据

实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成,基准站和流动站对同一组卫星进行同步观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站的观测数据、基准站坐标信息(WGS -84坐标)及天线高量取和输入信息,并在系统内组成差分观测值进行实施处理。同时给出测量成果。RTK测量流程如图1所示。

2.2 基准站粗差实时探测

在施工前,流动站操作员携带本工区施工参数及基准站数据(包括WGS-84坐标、BJ-54坐标和WGS-84坐标对应的网格坐标)。

图1 RTK测量流程图

2.2.1 利用流动站检查基准站输入的坐标

从流动站手簿中的“仪器”→“位置”→“基准站”→“选项”→“WGS84”→“网格”中查看基准站位置坐标,显示值是操作员输入的基准站WGS-84坐标,用它与已知坐标进行核对,判别基准站WGS-84坐标、转换参数等的正确性。

2.2.2 利用流动站检查基准站天线高

流动站测量第一个点后,检查数据文件中基准站的天线高,联系基准站操作员取得天线高及量取方式,确认基准站天线高是否正确。

2.3 流动站粗差实时探测

2.3.1 参数检验

利用基准站的WGS-84坐标探测流动站的基准与坐标转换参数粗差,探测步骤为:“仪器”→“位置”→“基准站”→“选项”→“格网”。与已知基准站格网坐标进行核对,确认流动站参数的正确性。

2.3.2 天线高检验

在地表条件复杂的地区,流动站的天线要频繁升高或降低,增加了天线高出错的概率。

解决办法:在复杂地表区域逐点记录天线高和高程突变点。专人负责天线高的记录,并与操作员核对天线高。

2.3.3 设计坐标错误检验

遵循“一次设计、一次上传、多人核对”的原则。可以把施工点按一定的数据格式分文件拷贝到手簿的DISKTRIMBLE DATA目录下,施工时根据需要导入。

2.3.4 是否接收到其他的基准站检验

如今RTK设备运用非常广泛,在施工中经常会接收到其它基准站,如果设置不恰当,不经意间就会误用。为此在施工开始前或重新初始化后要核对基准站信息。设置基准站的测站号、电台通讯参数,把流动站、基准站定义专用索引号。

3 初始化错误探测[2]

仪器初始化错误也是造成RTK测量粗差产生的主要原因。具有偶然性和随机性,且很难用手簿中显示的数据来进行判别,下面探讨如何实时探测初始化错误的方法。

3.1 利用原测坐标检验初始化

如果手簿中有将要复测的点的原测坐标,可以直接进入放样模式检查坐标差来检验初始化是否正确。

3.2 操作步骤

(1)在仪器初始化结束后,放样某一物理点或检核某一标志点,重新增加并设为目标点;

(2)把测量模式从网格模式改为极坐标测量模式,在本测线上或已知方位的其他测线上选择观测条件良好的已测标志上立杆(要求气泡居中);

(3)查看仪器屏幕上显示的距离和角度,来判断有无粗差存在。

3.3 方法分析

设置Trimble仪器记录半径为0.1 m。仪器显示的距离和方位与已知值比较在限差之内,证明初始化正确。仪器显示的方位与已知值一致,但距离超过0. 6 m限差或角度差超限,证明初始化两次测量中存在粗差,需重新初始化。计算结果见表2。

表2 粗差存在时对角度及距离影响情况

4 结 论

通过粗差探测方法可以最大限度地提高测量成果的可靠性,有效地减少成果中的粗差。通过流动站来检验基准站,结束了基准站的数据输入和设置仅靠基准站操作员自查的历史。另外,用极坐标法检核能够有效地发现Trimble仪器初始化错误。

[1] 徐绍铨,张华海.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2001

[2] 李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉大学出版社,2005

Yu Jiushen,Xue Qingrong,Yao Xingshuang and Zheng Fuchun.Discussion about timeliness and validity of RTK survey result.PI,2010,24(3):44～45

This paper analyses the blunder source of RTK survey and the localization of current repeated survey method from filed survey,location of geophysical points marks,and current quality control measure.It takes Trimble series instrument as an example and discusses the new method of making sure the validity of initialization.

RTK;check and repeated survey;blunder;polar coordinates staking out

P631.5+4

B

1004-9134(2010)03-0044-02

于久申,1966年出生,工程师,2001毕业于武汉大学工程测量专业,现在东方地球物理公司装备事业部华北作业部 ,从事石油物探测量的研究与应用工作。邮编:062552

2010-01-06 编辑:梁保江)

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