淺談GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量放樣中的應(yīng)用

1、    淺談gpsrtk技術(shù)在工程測(cè)量放樣中的應(yīng)用    李守玉摘要： gps-rtk技術(shù)具有高精度、全天候、無(wú)須光學(xué)通視的特點(diǎn)，并且還能為工程測(cè)量提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的定位結(jié)果。在工程測(cè)量中應(yīng)用gps-rtk技術(shù)是測(cè)量史上的一次較大變革，本文結(jié)合實(shí)例淺談gps-rtk技術(shù)在工程測(cè)量放樣中的實(shí)際應(yīng)用。關(guān)鍵詞：gps-rtk技術(shù)；工程測(cè)量；放樣；應(yīng)用gps-rtk技術(shù)（本文簡(jiǎn)稱(chēng)rtk技術(shù)）是大地測(cè)量、空間技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、無(wú)線電通訊與計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合集成，在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。rtk系統(tǒng)主要由一個(gè)基準(zhǔn)站、若干個(gè)流動(dòng)站、通訊系統(tǒng)3大部分組成?；鶞?zhǔn)站包括gps接收機(jī)

2、（接收機(jī)通常具有數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)、測(cè)量參數(shù)、坐標(biāo)系統(tǒng)等的設(shè)置功能）、gps天線、無(wú)線電通訊發(fā)射設(shè)備、電源、基準(zhǔn)站控制器等設(shè)備。流動(dòng)站的基本配置是gps天線、gps接收機(jī)、無(wú)線電通訊接收設(shè)備、電源、流動(dòng)站控制器。下面以筆者曾做過(guò)的一個(gè)實(shí)際工程為例闡述一下gps-rtk在工程測(cè)量放樣中的應(yīng)用。一、工程概況該工程gps-rtk工程測(cè)量放樣采用的rtk接收機(jī)是美國(guó)的trimble5700，trimble 5700 gps測(cè)量系統(tǒng)具有輕便、觸摸式顯示屏、全中文windows操作系統(tǒng)和菜單功能。trimble 5700 gps測(cè)量系統(tǒng)硬件主要包括trimble 5700接收機(jī)、zephyr geodetic天

3、線、trimmark3基準(zhǔn)站電臺(tái)及天線、tsc-1手簿控制器、gps主機(jī)和電臺(tái)數(shù)據(jù)通訊電纜、鞭狀天線、電源、連接電纜、對(duì)中桿及其他一些選購(gòu)附屬配件。trimble 5700 gps測(cè)量系統(tǒng)配有功能強(qiáng)大的隨機(jī)配套軟件系列，包括trimble geomatics office（tgo）后處理軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)同步連接編輯軟件、trimble survey controller軟件等。這些軟件包含了gps測(cè)量及數(shù)據(jù)處理所涉及的應(yīng)用模塊、接13等軟件。所有軟件均可在windows95/98/2000/nt等操作平臺(tái)上運(yùn)行，視窗式界面，直觀、友好。二、gps-rtk技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用1.獲取放樣數(shù)據(jù)設(shè)置

4、觀測(cè)基站首先，應(yīng)該獲得所有待放樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)。因?yàn)?，現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)全部采用cad繪圖，故所有待放樣點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)均可以在cad設(shè)計(jì)圖上準(zhǔn)確獲取，所有待放樣點(diǎn)的高程在建筑設(shè)計(jì)圖上均有明確的標(biāo)注，因此獲得所有待放樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)是一件輕而易舉的事情。其次，是獲得幾個(gè)控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)可以從城市規(guī)劃管理部門(mén)獲得。在獲得了三維坐標(biāo)的幾個(gè)控制點(diǎn)中優(yōu)選一個(gè)控制點(diǎn)作為gps-rtk基準(zhǔn)站。其余控制點(diǎn)作為rtk校驗(yàn)點(diǎn)。gps-rtk基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)置在已知控制點(diǎn)上，要求控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在地勢(shì)較高、視野開(kāi)闊的位置，并要求控制點(diǎn)的周?chē)坏糜懈叨冉浅^(guò)10°的障礙物，在控制點(diǎn)附近100m范圍內(nèi)不能

5、有強(qiáng)電磁干擾（無(wú)線電臺(tái)、高壓線、微波站、自動(dòng)氣象站等），且不能有導(dǎo)致多路徑效應(yīng)的gps信號(hào)反射體（比如大面積水域、高大建筑物等）。2.配置儀器將trimble 5700 gps接收機(jī)主菜單“配置”中的“測(cè)量形式”選擇“rtk”模式，在該模式下并可對(duì)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站及其無(wú)線電進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置。（1）基準(zhǔn)站的設(shè)置基準(zhǔn)站選項(xiàng)設(shè)置過(guò)程如下：設(shè)置廣播格式。在cmr、cmr+、rtcm中選擇cmr+，這是trimble獨(dú)有的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)傳輸更遠(yuǎn)。加載索引號(hào)。測(cè)站索引號(hào)設(shè)為33。主要是為在同一個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)有多個(gè)基準(zhǔn)站時(shí)以免互相干擾，如果要使用trimble同頻多基站技術(shù)則必須在每個(gè)基準(zhǔn)站加載索引號(hào)。設(shè)置高度截止

6、角。用于屏蔽低仰角衛(wèi)星信號(hào)，對(duì)于基準(zhǔn)站一般設(shè)置為5°00700。選擇天線類(lèi)型。trimble 5700 gps的天線類(lèi)型為zephyr geodetic。選定天線高測(cè)量方式，以便正確改正到相位中心。trimble 5700 gps天線相位中心為天線凹槽底部（bottom of notch）。輸入基準(zhǔn)站天線高。接收機(jī)接受后退出?；鶞?zhǔn)站無(wú)線電設(shè)置主要是對(duì)基準(zhǔn)站電臺(tái)的參數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸率、接收機(jī)端口等進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置過(guò)程如下：設(shè)置電臺(tái)類(lèi)型為trimmark 3/sitenet 450。設(shè)置控制器端口為coml。設(shè)置接收機(jī)端口為端口3。設(shè)置波特率為38400。設(shè)置奇偶校驗(yàn)為無(wú)。在控制器與主機(jī)連接時(shí)

7、直接查看電臺(tái)內(nèi)部設(shè)置，然后進(jìn)行“連接”，對(duì)電臺(tái)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置包括電臺(tái)發(fā)射頻率、基準(zhǔn)站無(wú)線電模式等。接受后退出。（2）流動(dòng)站的設(shè)置流動(dòng)站選項(xiàng)設(shè)置過(guò)程如下：設(shè)置廣播格式。在cmr、cmr+、rtcm中選擇cmr+，這是trimble獨(dú)有的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)傳輸更遠(yuǎn)。加載索引號(hào)。測(cè)站索引號(hào)設(shè)為331。如果使用了trimble同頻多基站技術(shù)則必須在每個(gè)基準(zhǔn)站加載索引號(hào)，而且流動(dòng)站對(duì)基準(zhǔn)站要進(jìn)行測(cè)站索引，這主要是為在同一個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)有多個(gè)基準(zhǔn)站時(shí)以免互相干擾。衛(wèi)星差分模式設(shè)置為關(guān)。設(shè)置高度截止角，對(duì)于流動(dòng)站設(shè)置為13°0000。將pdop限制設(shè)置為6.0。選擇天線類(lèi)型為zephyr geode

8、tic。將“測(cè)量到”選擇為bottom of antenna mount（天線座底部）。輸入流動(dòng)站天線高度。接收機(jī)接受后退出。流動(dòng)站無(wú)線電設(shè)置過(guò)程如下。trimble 5700 gps流動(dòng)站都是內(nèi)置電臺(tái)，所以無(wú)線電電臺(tái)類(lèi)型設(shè)置為trimble internal。當(dāng)控制器與主機(jī)連接后，通過(guò)“連接”功能查看電臺(tái)內(nèi)部參數(shù)，并根據(jù)需要進(jìn)行選擇，設(shè)置包括電臺(tái)頻率、基準(zhǔn)站無(wú)線電模式等。3.放樣（1）啟動(dòng)基準(zhǔn)站將基準(zhǔn)站架設(shè)在上空開(kāi)闊、沒(méi)有強(qiáng)電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點(diǎn)上，正確連接好各儀器電纜，打開(kāi)各儀器，對(duì)基準(zhǔn)站進(jìn)行前敘內(nèi)容的配置，完畢后，在“測(cè)量”主菜單中選擇“啟動(dòng)基準(zhǔn)站接收機(jī)”，輸入基準(zhǔn)站的坐標(biāo)信

9、息，輸入完畢后，就可以啟動(dòng)基準(zhǔn)站“開(kāi)始”進(jìn)行測(cè)量了。當(dāng)基準(zhǔn)站啟動(dòng)完成后，控制手簿顯示屏上會(huì)提示“切斷接收機(jī)和控制器的連接”。（2）建立新任務(wù)、定義坐標(biāo)系統(tǒng)定義要使用的作業(yè)名稱(chēng)，所有的鍵入信息和觀測(cè)數(shù)據(jù)都保存在該項(xiàng)作業(yè)中?？梢砸远喾N方式定義坐標(biāo)系統(tǒng)，建筑施工放樣時(shí)應(yīng)選擇無(wú)投影/無(wú)基準(zhǔn)，坐標(biāo)顯示方式選擇“grid”（網(wǎng)格），水準(zhǔn)面模型選擇“否”。因?yàn)槲覀冊(cè)谑状芜M(jìn)入一個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量放樣之前，通常需要通過(guò)點(diǎn)校正方式來(lái)求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。（3）流動(dòng)站測(cè)量放樣用手簿控制器引導(dǎo)接收機(jī)開(kāi)始測(cè)量后，首先，儀器進(jìn)行初始化（也就是進(jìn)行整周模糊度的固定），初始化過(guò)程大約需lmin左右。初始化完成后，控制器會(huì)提示“初始化完成”，此時(shí)就可以進(jìn)行rtk測(cè)量放樣了，在控制器狀態(tài)框中會(huì)顯示測(cè)量的水平精度和垂直精度。在進(jìn)行放樣之前，根據(jù)需要“鍵入”放樣的點(diǎn)、直線、曲線、dtm、道路等各項(xiàng)放樣數(shù)據(jù)。在初始化工作完成后，在主菜單上選擇“測(cè)量”圖標(biāo)打開(kāi)，測(cè)量方式選擇“rtk”，再選擇“放樣”選項(xiàng)，即可進(jìn)行放樣測(cè)量作業(yè)。放樣作業(yè)時(shí)，手簿控制器上會(huì)顯示箭頭及目前位置到放樣點(diǎn)的方位和水平距離觀測(cè)值，只需根據(jù)箭頭的指示放樣。當(dāng)流動(dòng)站到放樣點(diǎn)距離小于設(shè)定值時(shí)，手簿上顯示同心圓和十字絲分