现代测量技术的应用

现代测量技术的应用张轶滨州市患民县国土资源局251700摘要:随着我国经济的快速发展,各项城市建设、工业技术、环境保护、土地利用等都需要测绘地形图来进行为之服务。新兴的地理信息技术的发展,也需要进行地形测量来为其提供空间位置信息。但传统的测绘技术已经不能满足发展的需要,如何提高测绘成图的效率和质量成了现在需要研究的主要内容。近几年来, GPS RTK技术以其快捷、方便、灵活、快速定位的特点,已经使测量技术得到了飞跃式的发展。关键词:GPS;RTK;现代测量中图分类号:P258文献标识码:A文章编号1GPS控制网的布设及优化1.1GPS测量及GPS网的特点1.1.1GPS测量的特点相对于常规测最来说,GPS测量最主要有以下特点:①测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量,在小于50km的基线上,其相对对精度可达1×106,在大于1000km的基线上可达1×108。②测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视,可根据实际需要确定点位,使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善软件的不断更新,在进行GPS测量时,静态相对定位每站仅需20min左右,动态相对定位仅需几秒钟。③④仪器操作简便。目前GPS接收杋自动化程度越来越高,操作智能化,观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数,接收机即可进行自动观测和记录全天候作业。GPS卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间、任何地点连续进行观测般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标,其高程精度已可满足四等水准测量的要求。1.1.2GPS网的特点(1)非层次结构。GPS网和经典网在概念上有个明显的不同,就是经典网中国煤化工网则是非层次结构。经典网一般采用“逐级控制”,“分级施测”的THECNMHG高级网再级级加密,直到满足工作的要求。而GPS网尽管所采用的仪器类型和作业模式不同,得到不同精度的观测值,但这与“逐级控制”,“分级施测”没有一点关系。所以,GPS网可用相同精度一次扩展达到所需的密度。(2)网形。与经典网不同的,GPS的精度不受网点所构成的几何图形的影响。也就是说,在不改变基线数目和形式的基础上,单纯的改变点的位置不会影响网的精度,精度与边与边所成的角度无关。而只与基线的端点,基线的数目和基线的权有关。所以使经典网的一级优化设计不再适用于GPS控制网的优化设计。(3)必要基准条件经典网一般有三种必要的起算数据:一个已知点确定网的平移;一个方向确定网的旋转;一条边长确定网的比例因子。GPS网的观测数据—基线向量中由于包含了尺度和方位信息,因此,理论上只须一个已知点的坐标来确定网的平移即可。有时考虑到卫星信息对尺度因子的影响较大,因而加测一条或多条边来消弱系统误差。但这不是必要基准条件12提高GPS网精度的方法(1)为保证GPS网中各相邻点具有较高的相对精度,对网中距离较近的点一定要进行同步观测,以获得它们间的直接观测基线。(2)为提高整个GPS网的精度,可以在全面网之上布设框架网,以框架网作为整个GPS网的骨架(3)在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条(4)在布设GPS网时,引入高精度激光测距边,作为观测值与GPS观测值(基线向量)一同进行联合平差,或将它们作为起算边长。(5)若要采用高程拟合的方法,测定网中各点的正常高/正高,则需在布网时,选定定数量的水准点,水准点的数量应尽可能的多,且应在网中均匀分布,还要保证有部分点分布在网中的四周,将整个网包含在其中(6)为提高GPS网的尺度精度,可采用如下方法:增设长时间、多时段的基线向量。1.3.布设GPS网时起算点的选取与分布若要求所布设的GPS网的成果与旧成果吻合最好,则起算点数量越多越好,若不要求所布设的GPS网的成果完全与旧成果吻合,则一般可选3~5个起算点,这样既可以保证新老坐标成果的一致性,也可以保持GPS网的原有精度。中国煤化工为保证整网的点位精度均匀,起算点一般应均匀地分HCNMHG避免所有的起算点分布在网中一侧的情况。14布设GPS网时起算边长的选取与分布在布设GPS网时,可以采用高精度激光测距边作为起算边长,激光测距边的数量可在3~5条左右,可设置在GPS网中的任意位置。但激光测距边两端点的高差不应过分悬殊。2 GPS RTK在图根控制测量中的应用2.1 GPS RTK技术的特点(1)作业效率高。在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完4km半径的测区大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数,仅需一人操作,在般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标,作业速度快,劳动强度低,节省了外业费用,提高了劳动效率(2)定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累。只要满足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内(一般为4km),RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。(3)降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足“电磁波通视”,因此,和传统测量相比,RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小,在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区,只要满足RTK的基本工作条件,它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。(4)RTK作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,使辅助测量工作极大减少,减少人为误差,保证了作业精度(5)操作简便,容易使用,数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置,就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信(6)作业人员少,定位速度快,综合效益高。GPS接收机仅需1个人操作,在待测点呆上12s即可获得该点坐标。其他辅助费用少,外业效率高;内业便于利用计算机处理,集成度高,节省人力。22RTK未来的发展展望全球定位系统具有性能妤、精度高、应用广的特点,是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓。随着我国科学技术的不断进步和发展,特别是电子计算机在测绘领H中国煤化工地图数据CNMHG库以及满足GIS技术之需要,测绘行业又一次发生重大的技术变革,采用野外信息数据化借助计算机成图技术,自动生成、绘制各种大比例尺的地形图或专题图已成为当今成图的发展趋势。RTK在各行业的应用已经逐步开展起来,设想RTK如果可以更好的应用与地理信息系统行业形成便携式GIS软件将给人类带来更大方便。并且RTK的使用将趋于简单化,无论从外业操作和携带等都会有很大改善。通过实践工作对RTK的了解对它提出一点设想,在应用中RTK不可能是常年在一个地区长期工作所以每到一个地区需要向有关部门协商获取参数或用RTK重新计算四参数或七参数。但由于很多原因RTK计算的参数不是十分的精确,在测量中会带来一些不必要的麻烦,假如GPS在获取大地数据信息是可以直接转换当地的参数并直接传给RTK接收装置将会很大方面改善测量质量和速度参考文献[1]杨晓明,王德军,时东玉.数字测图(内外业一体化)[D].北京:测绘出版社,2001[2]蒋辉,潘庆林,刘三枝.数字化测图技术及应用[D].北京:国防工业出版社,207[3]潘正风,杨正尧等.数字测图原理与方法[D].武汉:武汉大学出版社,2004[4]周忠谟,易杰军,周琪.GPS卫星测量原理与应用[D].北京:测绘出版社,1992.[5]郭际明,孔祥元.控制测量学[D].武汉:武汉大学出版社,2006[6]李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[D].武汉:武汉大学出版社,2005.中国煤化工CNMHG