1、利用GPS(RTK)進行工程放樣、界址點測量及其精度分析（二）             2.1.3 RTK的技術特點1、工作效率高：在一般的地形地勢下，高質量的RTK設站一次即可測完4km半徑的測區，大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的設站次數，移動站一人操作即可，勞動強度低，作業速度快，提高了工作效率。2、定位精度高：只要滿足RTK的基木工作條件，在一定的作業半徑范圍內（一般為4km ）RTK的平而精度和高程精度都能達到厘米級。3、全天候作業：RTK測量不要求基準

2、站、移動站間光學通視 ，只要求滿足“電磁波通視”，因此和傳統測量相比，RTK測量受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小，在傳統測量看來難于開展作業的地區，只要滿足RTK的基木工作條件，它也能進行快速的高精度定位，使測量工作變得史容易史輕松。   4、RTK測量自動化、集成化程度高，數據處理能力強：RTK可進行多種測量內、外業工作。移動站利用軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，減少了輔助測量工作和人為誤差，保證了作業精度。5、操作簡單，易于使用：現在的儀器一般都提供中文菜單，只要在設站時進行簡單的設置，就可方便地獲得二維坐標。數據輸入、存儲、處理

3、、轉換和輸出能力強，能方便地與計算機、其他測量儀器通信。2.1.4 RTK的局限性和精度保障當然RTK也有其局限性，會影響到執行上述測量任務的能力。了解其局限性可確保RTK測量成功。最主要的局限性其實不在于 RTK 本身，而是源于整個GPS系統。如前所述，GPS依靠的是接收兩萬多公里高空的衛星發射來的無線電信號。相對而言，這些信號頻率高、信號弱，不易穿透可能阻擋衛星和GPS接收機之間視線的障礙物。事實上，存在于GPS接收機和衛星之間路徑上的任何物體都會對系統的操作產生不良影響。有些物體如房屋，會完全屏蔽衛星信號。因此, GPS不能在室內使用。同樣原因, GPS也不能在隧道內或水下使用。有些物體

4、如樹木會部分阻擋、反射或折射信號。GPS信號的接收在樹林茂密的地區會很差。樹林中有時會有足夠的信號來計算概略位置，但信號清晰度難以達到厘米水平的精確定位。因此，RTK在林區作業有一定的局限性。這并不是說，GPS RTK只適用于四周對空開闊的地區。RTK測量在部分障礙的地區也可以是有效而精確的。其奧秘是能觀測到足夠的衛星來精確可靠地實現定位。在任何時間、任何地區，都可能會有7到10顆GPS衛星可用于RTK測量。RTK系統的工作并不需要這么多顆衛星。如果天空中有5顆適當分布的衛星，就可作精確可靠的定位。有部分障礙的地點只要可以觀測到至少5顆衛星，就有可能做RTK測量。在樹林或大樓四周作測量時，只要

5、該地留有足夠的開放空間，使RTK系統可觀測到至少5顆衛星，RTK 測量就有成功的條件。在論述RTK技術的原理時，我們知道,RTK測量的關鍵是確定整周未知數，能否連續地、可靠地接收基準站播發的信號，是RTK能否成功的決定因素。在實際應用中，來自各方面的干擾，降低了RTK的可靠性和精度。研究表明，為了保證地物點的測量精度，我們在選點時要采取以下措施:1、點位應設在易于安裝接收機設備、視野開闊、視場內周圍障礙物高度角應小于15°(如可以選在最高建筑物的頂樓)。2、點位應遠離大功率無線電發射源(如電視臺、微波站、微波通道等)，其距離不小于200 m；遠離高壓電線，距離不小于50m 。3、點位

6、附近不應有大面積的水域或強烈干擾衛星信號接收的物體。4、點位選擇要充分考慮到與其它測量手段聯測和擴展。 5、點位要選在交通方便的地方，以提高工作效率。 6)點位要選在地面地基堅硬的地方，易于點的保存。除此之外，為了保證地物點的測量精度，我們還要對接收機天線進行校驗，選擇有削弱多路徑誤差的各種技術的天線。同時，我們還要不斷利用新的數據處理技術，以削弱各種誤差帶來的影響。2.1.5 RTK的作業過程1、啟動基準站將基準站架設在上空開闊、沒有強電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點上，正確連接好各儀器電纜，打開各儀器。將基準站設置為動態測量模式。2、建立新工程，定義坐標系統 新建一個工程，即新建一個文件

7、夾，并在這個文件夾里設置好測量參數如橢球參數、投影參數等。這個文件夾中包括許多小文件，它們分別是測量的成果文件和各種參數設置文件，如*.dat、*.cot、*.rtk、*.ini 等。3、點校正CPS測量的為W CS一84系坐標，而我們通常需要的是在流動站上實時顯示國家坐標系或地力獨立坐標系下的坐標，這需要進行坐標系之間的轉換，即點校正。點校正可以通過兩種方式進行。(1)在已知轉換參數的情況下。如果有當地坐標系統與W CS84坐標系統的轉換七參數，則可以在測量控制器中直接輸入，建立坐標轉換關系。如果上作是在國家大地坐標系統下進行，而且知道橢球參數和投影方式以及基準點坐標，則可以直接定義坐標系統

8、，建議在RTK測量中最好加入1-2個點校正，避免投影變形過大，提高數據可靠性。(2)在不知道轉換參數的情況下。如果在局域坐標系統中工作或任何坐標系統進行測量和放樣工作，可以直接采用點校正方式建立坐標轉換方式，平面至少3個點，如果進行高程擬合則至少要有4個水準點參與點校正。4、流動站開始測量(1)單點測量：在主菜單上選擇“測量”圖標打開，測量方式選擇“RTK”,再選擇“測量點”選項，即可進行單點測量。注意要在“固定解”狀態下，才開始測量。單點測量觀測時間的長短與跟蹤的衛星數量、衛星圖形精度、觀測精度要求等有關。當“存儲”功能鍵出現時，若滿足要求則按“存儲”鍵保存觀測值，否則按“取消”放棄觀測。(

9、2)放樣測量：在進行放樣之前，根據需要“鍵入”放樣的點、直線、曲線、DTM道路等各項放樣數據。當初始化完成后，在主菜單上選擇“測量”圖標打開，測量方式選擇“RTK”,再選擇“放樣”選項，即可進行放樣測量作業。 在作業時，在手薄控制器上顯示箭頭及目前位置到放樣點的方位和水平距離，觀測值只需根據箭頭的指示放樣。當流動站距離放樣點就距離小于設定值時，手薄上顯示同心圓和十字絲分別表示放樣點位置和天線中心位置。當流動站天線整平后，十字絲與同心圓圓心重合時，這時可以按“測量”鍵對該放樣點進行實測，并保存觀測值。2.2 本章小結   通過本章的論述我們了解了RTK的基本原理、系統組成及工

10、作條件。RTK的誤差來源有很多種，知道了它們的來源，對于我們采取一定的措施保證RTK的測量精度，提供了理論依據。RTK的技術特點是RTK優于其他測量技術的概括。雖然RTK的系統是現代測量的最新成果，但它應有不足之處。了解了RTK的局限性，使我們知道了對于一些測量RTK也是受到限制的。RTK的作業過程是使用RTK的基本步驟，也是今后使用RTK所必須進行的操作，通過對作業過程的敘述，使我們初步掌握了RTK的使用方法。第3章 利用RTK進行點放樣和曲線放樣3.1 利用RTK進行點放樣建筑物的形狀和大小是通過其特征點在實地上表示出來的。如建筑物的中心、四個角點、轉折點等。因此點放樣是建筑物和構筑物放樣

11、的基礎。用RTK進行點位放樣同傳統放樣一樣，需要兩個以上的控制點，但不同的是傳統的方法是通過距離或方向來放樣定點，或用全站儀用兩點定向后放樣定點，而RTK是用23個控制點進行點校正，就可在無光學通視（電磁波通視）的條件下進行點位的放樣，這是傳統方法難以實現的。3.1.1 點放樣工程實例1、測前準備：獲取23個控制點的坐標（如果沒有已知數據可用靜態GPS先進行控制測量），解算或用相關軟件求出放樣點的坐標，檢查儀器是否能正常使用。2、站的架設：將基準站架設在較空曠的地方（附近無高大建筑物或高壓電線等）架設完后安裝電臺，連接好儀器后開啟基準站主機，打開電臺并設置頻率。3、建立新工程：開啟移動站主機，

12、待衛星信號穩定并達到5顆以上衛星時，先連接藍牙，連接成功后設置相關參數：工程名稱、橢球系名稱、投影參數設置、參數設置（未啟用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。4、輸入放樣點：打開坐標庫，在此我們可以輸入編輯放樣點，也可以事先編輯好放樣點文件，點擊打開放樣點文件，軟件會提示我們是對坐標庫進行覆蓋或是追加。5、測量校正：測量校正有兩種方法：控制點坐標求校正參數和利用點校正。   第一中方法,利用控制點坐標庫(即計算校正參數的一個工具)的做法大致是這樣的:假設我們利用A,B這兩個已知點來求校正參數，那么我們必須記錄下A,B這兩個點的原始坐標(即移動站在Fixed的狀態下記錄的

13、這兩個點的坐標)，先在控制點坐標庫中輸入A點的已知坐標之后軟件會提示你輸入A點的原始坐標，然后再輸入B點的已知坐標和B點的原始坐標，這樣就計算出了校正參數。第二種方法，利用校正向導校正，此方法又分為基準站在已知點校正和基準站在未知點的校正。我們這里只說明一下基準站架設在未知點的校正方法。   （1）利用一點進行校正：步驟依次為工具   校正向導   基準站架設在未知點   輸入當前移動站的已知坐標   待移動站對中整平后并出現固定解   校正。 （2）利用兩點校正：

14、步驟依次為工具   校正向導   基準站架設在未知點   輸入當前移動站的已知坐標   待移動站對中整平后并出現固定解   下一步   將移動站移到下一個已知點   輸入當前移動站的已知坐標   待移動站對中整平后并出現固定解   校正。   （3）利用三點校正：與利用兩點校正相同，只是多增加了一個已知點，多重復了一遍。6、 放樣點：選擇測量   點放樣，進入放樣屏幕，點擊打開

15、按鈕目，打開坐標管理庫，在這里可以打開事先編輯好的放樣文件，選擇放樣點，也可以點擊“增加”輸入放樣點坐標。本次工程點的設計坐標值見表3.1。表3.1 點放樣設計坐標點號XY1207855.346300511.6432207859.553300520.7153207863.760300529.7874207867.967300538.8595207872.174300547.9306207876.381300557.0027207880.588300566.0748207884.796300575.1469207889.003300584.21810207893.210300593.2903.1

16、.2 點放樣的精度分析放樣完畢后，為了檢驗用RTK放樣點的精度。我們制定如下方案：用萊卡TC405對放樣點進行精確測量（由于測量的目的是檢驗RTK的點放樣精度，所以依然使用RTK所用來校正的基準點作為控制點進行定向，這樣可以減少誤差的疊加，并將全站儀的測量誤差忽略不計，即將全站儀的測量結果看作真值，與點的設計坐標值進行比較）。點的設計坐標值用X，Y表示，全站儀實際測量值用X'，Y'表示，詳細數據見表3.2。         表3.2 點放樣設計值與檢驗值比較 點號X(m)Y(m)X'(m)Y

17、'(m)   X(cm)   Y(cm)點位誤差(cm)1207855.346300511.643207855.332300511.6731.4-33.32207859.553300520.715207859.561300520.693-0.82.22.33207863.760300529.787207863.742300529.8161.8-2.93.44207867.967300538.859207867.948300538.8851.9-2.63.25207872.174300547.930207872.184300547.940-1-11

18、.46207876.381300557.002207876.379300557.0060.2-0.40.47207880.588300566.074207880.603300566.067-1.50.71.78207884.796300575.146207884.785300575.1561.1-11.59207889.003300584.218207889.018300584.218-1.501.510207893.210300593.290207893.195300593.3121.5-2.22.7      以全站儀所測定的坐標值為真值，那么2種方

19、法所測得的坐標的差值即可認為是RTK測量的誤差。根據工程測量規范點位誤差5cm,可得如下結論。   1、RTK測量結果與全站儀測量結果互差均在厘米級，其中互差最大為3.4cm ,最小為0.4cm。   2、若以全站儀測定的點位坐標為準，RTK放樣點點位誤差均在±5 c m以內，RTK放樣點點位相對于全站儀測定點位誤差按公式m=±  計算，結果為2.3cm。3、統計數據表明:若以全站儀測量結果為準，可以認為RTK測量結果的點位精度達到厘米級，需要指出的是各點位之間不存在誤差累計，克服了傳統測量技術的弊端，完全能滿足點的測設精度

20、要求。4、但本次檢驗的結果是在全站儀測量誤差忽略不計的情況下進行對比分析的，如果考慮到全站儀的誤差，放樣點有可能出現誤差大于5cm的情況，對于這樣的點誤差，誤差的原因可能是RTK系統自身的誤差，也可能是測量環境對RTK的影響產生的誤差，或許也是我們自身操作的不正確造成的，但最有可能的原因就是放樣時存在測量環境影響中的“多路徑誤差”或“信號干擾誤差”。5、對于上述誤差超限的點，我們可以根據誤差的原因，采取措施來消除或減小誤差，如：改變基準站的位置，選擇地形開闊的地點，遠離無線電發射源、雷達裝置、高壓電線等，或采用有削弱多路徑誤差的各種技術的天線等。對于誤差較大RTK又難以削弱其誤差的點我們可以采

21、用其他的測設方法，如用經緯儀和電子測距儀利用導線點對RTK放樣的點進行測量，得出點的精確位置，再制作模板，標出點的正確位置。3.2 利用RTK進行曲線放樣公路、鐵路、渠道、輸電線以及其他管道工程都屬于線型工程，他們的中線通稱為線路。這些線路實際上是由空間的直線段和曲線段組合而成。在線路方向發生變化的地段，連接轉向處的曲線稱為平曲線。平曲線有圓曲線和緩和曲線兩種。圓曲線是有一定曲率半徑的圓弧。3.2.1 一般曲線放樣方法圓曲線放樣時，首先放樣曲線主要點，即ZY（直圓點）、QZ（曲中點）、YZ（圓直點）。為交點JD上實地測出的偏角，圓曲線半徑由設計給出。因而可以根據圖3.1 幾何關系利用公式（3.1）、（3.2）、（3.3）、（3.4）計算出切線長，曲線長，外矢距及切曲差四項曲線要素圖3.1 曲線要素圖         T=tan R