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适合RTK应用的GPS控制网建立

 

适合RTK应用的GPS控制网建立


                                              无锡市测绘院有限责任公司   
 
                                                     张瑜  黄心一

【摘  要】本文简述了无锡市RTK测量技术的发展状态,并列出了适合RTK应用的GPS控制网所应具有的特点,重点介绍了布设新型GPS控制网的思路。

【关键词】RTK GPS控制网布设

1 概述

2001年无锡市与原锡山市合并,我无锡市测绘院的工作范围也随之扩大,测绘任务大大增加,工作难度也随之提高。为此,我院花大代价购入3台套RTK测量设备,主要用于大面积测图的图根控制和远离控制点区域的放样。

RTK作为一种新兴的测量手段,据有快捷、准确的特点。实时反映点位坐标、精度达到厘米级且基本不受距离影响。目前我院RTK测量主要采用的是单基准站差分技术,就是在一个已知点上架设基准站,通过与流动站同步观测GPS卫星,在流动站控制器上进行实时差分计算,根据当地坐标与W84坐标的转换关系求出RTK流动站所在位置的坐标。我院一般是以GPS控制点作为基准点,以该点和临近点的54坐标与84坐标通过七参数法求得转换关系。

原锡山市控制点匮乏,虽然布测了EGPS控制网,但点位稀,通视差。加上近几年大开发大建设,控制点破坏情况严重。同时,由于周围出现新建建筑,对空对四周通视受阻,很多点位已经无法满足使用要求。所以,GPS控制网点的更新显得日益迫切。

2 RTK应用对GPS控制网的要求

结合我院使用RTK作为主要测量手段这一特点,新布测的GPS控制点除满足常规的控制要求外,需要着重考虑一下几个问题:

1点位密度

原有GPS控制网的平均边长为4公里,这样布设主要是为了保证控制点之间通视以发展下级导线。但要发展导线,用静态GPS费时费力,用常规仪器又受各种因素影响。最重要的是在乡间控制点的利用率不高。而RTK单基准站覆盖的测量半径大约为10公里,能够基本满足各种测量任务的要求,快速准确。即使在对空条件不好的测区,也可以通过在外围对空通视处进行快速静态测量控制点,配合常规仪器进入测区的方法进行测量。所以,新控制网点位密度可以大大降低,平均边长可以增加到7~8公里,也就是DGPS控制网的要求。

2 点位稳固

通过对现有GPS控制点损毁情况的分析发现:地面点的损毁情况最为严重,其次为设于低矮建筑、农民住宅上的点,而高大建筑上的点基本保存完好,仅有极少部分报废水塔、拆迁建筑上的点被毁。另外,高大建筑上的点点位稳固,虽然受建筑沉降变形的影响,但影响不大。而地面点位和低矮建筑上点比较容易受外力作用发生位移。

3通讯条件

天线高度对RTK电台发射信号关系很大。由电台覆盖距离与天线高度的关系公式

可知:天线架设越高,信号传送就越广。另外,高处的点位对空观测不易受周围地形地物影响,往外传送无线电信号也不易被遮挡。所以,从通讯条件方面考虑,控制点位应选择在高处。

4 交通便利

随着作业范围的扩大,交通问题日益突出。到边缘乡镇去进行测量工作,加上寻找附近控制点的时间,往往花在路上的时间比实际作业时间长。所以,选择点位时应考虑靠近主要干道,特征明显的地方。

5 局部控制

    原锡山市是全国乡镇企业最为发达的县级市,加上随着近几年乡镇的城市化,各镇人口大大增加,镇区地域扩大、高楼林立。RTK要通过同步接受GPS卫星信号进行工作,在高大建筑群中无法顺利完成作业。所以,可以考虑在各镇镇区用常规仪器布设导线,构成局域控制网。在一个镇同时选设几个点,可以用以发展控制导线,又使得RTK基准点选择余地大,并且可以在部分点位遭破坏情况下迅速加以补充。

3 新测GPS控制网的要点

    通过对以上5点问题的综合考虑,结合无锡市城镇分布的实际情况,对新布GPS控制网的设计要点如下:

    1 以镇为单位布点,乡间不再布点,建筑物密集处可以增加点位;

    2 各镇镇区范围内布设3~4个点,互相之间要求通视以发展镇区局部控制导线;

    3 镇与镇之间的点不再要求通视,部分间距过长的可于中间增测点位;

    4 点位选择布设于主要干道两边的高大建筑顶上,特征明显、交通方便、上点容易(如配备电梯)的建筑优先考虑;

    5 做好控制点的托管工作,尽量托管给当地政府机关人员,以免使用时出现纠纷;

    6 充分利用原有控制网的点位,只要比较符合RTK使用要求的GPS控制点应当尽可能的加入到新控制网中来

7 在控制网区域内可均匀的选择一定数量的等级水准点作为GPS控制网点联测,用以更好的控制GPS网的高程精度。

 

4 展望

    随着我国经济机制改革的不断深入,我市的经济发展速度将不断提高。为了给我市的经济建设、建筑开发做好服务,建立一个稳固的、可持续发展的城市控制网是很有必要的。RTK作为一种全新的测量手段,给我的传统的城市控制网提出了新的要求。基于上文提到的七项要点来布测控制点,可以很好的满足使用RTK的要求,同时又是原有控制网基础上建立起来的,点位坐标和精度能够得到相当的延续。

新的形势下会有新的要求,我们城市测量部门要紧跟时代、与时俱进。城市控制网是城市测绘作业的基础,更要走在前列!



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