RTK技術近年來發展比較迅速,它在各種控制測量、地形測圖、工程選線及放樣中得到廣泛的應用,與常規儀器相比非常明顯地提高了作業效率和精度。
但在整個GPS應用方面,測量行業始終是一個小分支,測量知識的流通面也非常有限,再加上普通測量員或非測量專業人員普遍對新技術理解不深,在進行GPS測量時,往往會按照培訓人員的要求機械化地去接受,這樣時間一長就會對整個測量工作效率產生影響,GPS的優越性也不能完全被發揮出來。
特別是在RTK即將普及的今天,熟練操作RTK在實際應用中顯得尤為重要。
以三鼎光電新款RTKT28為例,對RTK在作業中需要的注意事項做一下介紹。
根據RTK的原理,基準站和流動站直接采集的都為WGS84坐標,基準站一般以一個WGS84坐標作為起始值來發射。
實時地計算點位誤差并由數傳電臺發射出去,流動站同步接收WGS84坐標并通過數傳電臺來接收基準站的實時數據,條件滿足后就可達到固定解,流動站就可實時得到高精度的三維坐標,這樣就保證了基準站與流動站之間的測量精度。
如果要符合到已有的已知點上,需要把WGS84坐標系統轉換到當地坐標系統,求出轉換參數。
在T28應用中,轉換參數分為四參數、七參數、校正參數和擬合參數,這些參數都在T28的采集手簿里“工程之星”上。
四參數和七參數并不是一個概念1.四參數是同一橢球不同坐標系之間的轉換參數,表示為△X、△Y、A(旋轉角)、K(尺度比)。
2.七參數是兩個不同橢球之間的轉換參數,表示為△X、△Y、△Z、△α、△β、△γ、△K,三個平移、三個旋轉和一個尺度參數,是不嚴密的。
3.四參數和七參數是不能同時使用的,兩者只能選其一,那么在具體測量時怎么確定這兩種參數是一個關鍵問題。
RTK直接測量的坐標1.屬于WGS84坐標系,我們通常用的是國家標準坐標系統。
2.比如北京54坐標系,兩者并不是一個橢球,那么原則上講需要七參數才可以實現兩個橢球的轉換,我們才有可能采集到54坐標。
3.但在不能精確求取七參數的情況下,工程之星是把WGS84的原始經緯度作為北京54的經緯度處理,這樣一來就可以通過采集兩個或兩個以上的北京54已知點來求取四參數。
工程之星上提供了多種求取四參數的方法1.推薦的是利用控制點坐標庫來求取四參數。
2.即在未校正的情況下先采集所有已知點的WGS84坐標,再打開控制點坐標庫把對應的相同點在兩套坐標系統內的坐標依次輸入,軟件就會自動計算出四參數并給出點位精度。
3.實測過程中總結出四參數理想的控制范圍一般都在 5 公里以內。
七參數的求解方法1.一般是靠做控制測量即靜態測量。
2.T28靜態測量的數據導入平差軟件進行處理后,軟件會自動求出七參數,在做RTK測量時可以直接輸入使用。
3.七參數相對于四參數來說可以認為是更準確、精度更高,而且七參數所覆蓋的測區范圍比四參數大. 七參數的應用范圍一般大于 50 平方公里。
4.并注意:這幾個點組成的區域好能覆蓋整個測區,這樣的效果更好。
校正參數1.工程之星軟件很特別的一個設計,它是結合國內的具體測量工作而設計的。
2.校正參數實際上就是只用同一個公共控制點來計算兩套坐標系的差異。
3.根據坐標轉換的理論,一個公共控制點計算兩個坐標系誤差是比較大的,除非兩套坐標系之間不存在旋轉或者控制的距離特別小。
4.因此,校正參數的使用通常都是在已經使用了四參數或者七參數的基礎上才使用的。
5.在工程之星新版本中,在校正向導中已經取消了兩點校正功能,如果兩個以上的已知點請使用控制點坐標庫來求取參數。
擬合參數1.指高程擬合參數,在需要高精度的正常高高程值時,用RTK測量必須合理地求解高程擬合面,這樣才能滿足一般作業要求。
2.GPS靜態測量高程高可以達到三等水準的精度,做RTK時為四等或四等以外,它的前提是必須有高精度的高程擬合面。
3.求擬合參數實際上就是求一個區域高程異常的過程,T28的工程之星提供了計算高程擬合參數的方法,在利用控制點坐標庫求四參數時,如果帶有高程的已知點個數達到4個以上,那么軟件會另外計算高程擬合參數并自動啟用。
以上是求參數的方法。
在實際工作中,轉換參數是一個很重要的問題,所以一定要正確求取,好留一些點進行檢查,以實時把握參數的精度。
具體求參數時主要是對已知點的要求比較多,有以下幾個方面:
1、控制點的數量應足夠。一般來講,平面控制應至少三個,高程控制應根據地形地貌條件,數量要求會更多(比如6個或以上)以確保擬合精度要求。
2、控制點的控制范圍和分布的合理性?刂品秶鷳阅軌蚋采w整個工區為原則。
一般情況下,相鄰控制點之間的距離在2km-5km內,所謂分布的合理性主要是指控制點分布的均勻性,當然控制點是越多越好。
3、已知點少時,點位決定精度。如果只有兩個點情況下,兩已知點距離不應太近,一般情況下作用范圍不應超過兩點距離的1.5倍;
另外兩已知點也不應在象限方向上,即不應在東西或南北方向,應存在一定的偏角。
4、控制點精度應統一。用于求參數的控制點應是經過統一平差的點。
有很多用戶在沒有已知點的情況下一般采用假定坐標,那么這種情況只需假定一個已知點校正即可,任意選坐標系統,注意輸入中央子午線時要輸入測區范圍的平均經度,這樣不會產生太大的投影變形,與常規測量儀器方便聯測。
此種情況一般不應采取全站儀定向方法,因為全站儀定向存有偏差,必須求出四參數才行,而且這種參數一般精度不高。所以,在進行GPS測量時,假定坐標只能取一個。
此外,注意T28的狀態指示燈及工程之星的文件類型,對用戶來說有很大的幫助。
1、架設T28基準站時,一定要注意電瓶的正負極,先連接電瓶端,檢查無誤后再連接主機和電臺。
2、基準站狀態指示。
RTK模式內置電臺正常工作應為:TX與DATA燈1秒間隔閃爍表示;
RTK外接模塊時正常工作應為:DATA燈與數傳電臺面板TX燈1秒間隔閃爍。
3、流動站狀態指示。RTK模式正常工作應為:
RX與DATA燈1秒間隔閃爍表示,藍牙連接上后BT燈長亮,手簿正常工作狀態;
工程之星常規界面,下方顯示點位信息,有點號、坐標、精度及衛星狀況,左上角有電臺通道(與基準站一致)及信號強度指示條。
4.以上三點是正常工作的前提,如果測量中間出現問題,要根據狀況來判斷原因。
比如工程之星下方顯示無數據,那就表示手簿與流動站沒有連接上,重新進行連接或熱啟動手簿重新連接即可;通道號沒顯示或顯示與基準站不一致的通道號,用電臺設置切換到需要的通道即可。
在真正測量時,工程之星提示的狀態一定要達到固定解,而且藍牙不應離流動站太遠,正常情況是顯示的坐標更新率為1秒1次。
另外,工程之星的作業是以工程文件來進行管理,每個工程作業都在Jobs文件夾下,而工程作業后綴名為INI文件,調用工程其實就是調用INI文件;
相應的工程里面存有橢球信息、所有參數信息。
工程文件夾下面可以建立文件,這些文件其中主要的有DAT文件,是用來存儲坐標的。
一個測區可以只建一個工程,求出參數后在此工程下面每天可以新建套用一個文件,測量時利用校正向導求校正參數即可。
當然始終用一個工程一個文件也可以,但由于手簿處理速度有限,文件如果存儲的點多運行起來速度就會減慢。
如果外業測量時求不出校正參數而需要后處理的話,基準站每次開機盡量都用一個新的工程和新的文件來采集,且每次要連續測量至少一個已知點,在內業處理時可以根據已知點將數據改正過來。
RTK測量技術還有很大發展空間,操作方法會越來越簡單,但是要更好的應用RTK技術,還是要測量人員親身體會其原理及性能,對各種情況做到心中有數,這樣才能有效地保證RTK測量精度,提高作業效率。