do:i10.3969/.j issn.1001-358X.2010.03.020GPS-RTK技术替代传统导线测量精度分析王毅1,王玉柱1,王红夺2(1.河南省地球物理工程勘察院,河南郑州450053;2.河南省地质测绘总院,河南郑州450003)摘要:结合现行的测量规范,文中从理论结合具体工程实例角度,以某测区为例,采用RTK定位技术替代导线测量的方法,并对RTK的测量精度与导线测量进行了分析对比,得出了一些有益结论,对实际生产具有一定的指导作用。
关键词:GPS-RTK技术;导线测量;控制测量;精度分析中图分类号:P22814文献标识码:B文章编号:1001-358X(2010)03-0057-04控制测量通常是分级布网,由高级到低级,逐级控制。
导线测量一般都采用附合或闭合导线;要满足测角中误差、方位角闭合差、全长相对闭合差等规范要求,在点位选择上要保证相邻导线点必须通视、导线全长需满足规范要求。
这就要求高一级控制点有一定的数量和密度。
而实时动态RTK技术能实时地提供三维坐标成果并达到厘米级精度,使其迅速成为快速采集数据与定位的高效工具。
它以精度高,速度快,费用省,操作简便等特点被广泛应用于大地测量,精密测量,地形、地籍测量,航空摄影测量等方面。
而GPS实时动态RTK测量技术以其独特的实时显示定位结果,实时了解定位精度,并且作业时间短,效率高,逐渐在地形、地籍测量,工程测量等方面得到推广。
但在大量工程应用中一些工程技术人员对GPS-RTK的测量精度能否替代导线测量提出质疑:¹GPS-RTK进行控制测量的精度具体有多高;º能否满足常规测绘对控制测量的精度要求;»能否替代常规的控制测量方法导线测量,应注意哪些因素的影响;本文以实际测量数据对GPS-RTK 测量精度进行具体分析,得出结论并回答上述问题。
1RTK技术测量的方法与精度1.1导线测量与RTK测量精度的比较现行的规程主要针对常规测量手段(光电测距导线),对RTK的技术规定较少且趋于保守,5工程测量规范6只将RTK的精度规定为图根精度级别,这是极不合理的。
在现场作业中,大多数时间采用的仪器设备还是传统的全站仪,起始点的校核总是以边长和角度来衡量。
如果起始点是采用光电测距导线得到,就很容易校核出起始点是否满足精度,但如果是RTK所做,因为没有直接测量边长和角度,给判定精度是否满足带来一定的困难。
此时,就需要对RTK和光电测距导线的精度进行比较。
导线测距和测角中误差化算成点位中误差,一、二级导线的测距中误差为?15mm,测角中误差分别为为?5d和?8d,如果按照平均边长为0.5km和0. 25k m计算,等边直伸型导线的每一边(假设有一点为高等级无误差)相对两轴方向的误差分别为:一级导线为?15mm和?12mm;二级导线为?15mm和?9mm。
点位的相对中误差分别为?19mm和?17.5mm。
基本相当于RTK点位误差的c m级精度。
1.2RTK测量实例以某市新区1B1000地形测量为例,面积约30k m2。
根据甲方提供的6个四等点和部分保留下来的一级点。
我们直接采用这6个四等点选择位置较开阔且位于测区中央的点为基站。
进行RTK观测,采用单基站观测方式,每一流动站均初始化观测2次,采样间隔为1d,每次观测20个历元,当观测平面收敛精度小于2c m时,再进行记录,同时把观测精度记录在RTK外业观测手簿上。
两次观测结果互差不能大于5c m,取两次观测成果的平均值作为最终平面成果。
相当于一级图根等级。
笔者使用拓普康GTS-332W全站仪(测角精度:2d;测距精度:2mm+2ppmD)对边长进行2个测回测量,同时采用三角高程对高差进行了检查,共计54条边,为总观测量(458条边)的11. 8%。
见下表1、表2。
57第3期2010年6月矿山测量M I NE S U RV E Y I NGN o13Jun12010表1测边检查表序号检查边已知边长(m)检查边长(m)差值(m)边长相对误差1TB054-T B047268.626268.641-0.015173682TB054-T B055362.263362.260.0031284263TB056-T B055351.129351.1060.023149684TB057-T B056340.267340.2610.006537635TB058-T B057383.158383.178-0.02193196TB059-T B058325.467325.471-0.004733527TB059-T B260302.216302.2060.01290338TB102-T B103220.639220.641-0.0021013889TB104-T B103265.171265.1570.0141882210TB104-T B105218.248218.257-0.0082727611TB106-T B105292.867292.871-0.0047935612TB106-T B107281.081281.092-0.0112630113TB109-T B110118.319118.3140.0062024114TB109-T B166172.312172.31201568240 15TB212-T B211326.845326.8390.0065231016TB212-T B213246.117246.121-0.0045830917TB227-T B226353.975353.9730.002150822 18TB227-T B230269.412269.432-0.021370919TB227-T B234222.951222.9410.012343620TB235-T B234184.955184.97-0.0151231121TB235-T B236269.889269.890569210 22TB237-T B213232.858232.8420.0161464723TB237-T B236359.857359.871-0.0132720324TB238-T B239228.951228.9490.002132056 25TB239-T B240190.546190.5410.00538009s s s s s ss s s s s s47TB328-T B327282.201282.202-0.001282202 48TB328-T B329261.814261.822-0.0083458949TB328-T B330277.075277.077-0.002115673 50TB339-T B340246.409246.3980.0112221751TB339-T B343244.743244.7090.034712652TB415-T B414223.885223.892-0.0073252253TB415-T B416100.904100.8970.0071380454TB415-T B454298.163298.196-0.0339036边长中误差M s=?E ni=1($s)2/2n=?0.010644/108=?9.9mm式中:$s为边长较差,n为检查边数。
由表1中可以看出:边长误差最大为34mm,边长相对误差1/7126,边长中误差为?9.9mm,平面测量结果的精度合格率100%符合规范的要求,满足工程建设的需要。
58第3期矿山测量2010年6月表2高差比较表序号点名RTK高程(m)高差(m)RTK三角高程互差(m)1TB054-T B04748.96349.0210.0580.0430.015 2TB054-T B05548.96349.0990.1360.1180.018 3TB056-T B05549.11049.099-0.011-0.0250.014 4TB057-T B05649.28849.110-0.178-0.1810.003 5TB058-T B05748.83349.2880.4550.478-0.023 6TB059-T B05849.31448.833-0.481-0.473-0.008 7TB059-T B26049.31449.121-0.193-0.182-0.011 8TB102-T B10346.06846.0930.0250.0080.017 9TB104-T B10345.99546.0930.0980.0840.014 10TB104-T B10545.99545.961-0.034-0.0480.014 11TB106-T B10546.45245.961-0.491-0.5090.018 12TB106-T B10746.45246.012-0.440-0.428-0.012 13TB109-T B11046.84848.4161.5681.5500.018 14TB109-T B16646.84845.558-1.290-1.3140.024 15TB212-T B21148.10548.3530.2480.262-0.014 16TB212-T B21348.10547.992-0.113-0.100-0.013 17TB227-T B22647.72247.504-0.218-0.209-0.009 18TB227-T B23047.72247.678-0.044-0.0600.016 19TB227-T B23447.72247.455-0.267-0.266-0.001 20TB235-T B23447.48547.455-0.030-0.0430.013 21TB235-T B23647.48547.9580.4730.4610.012 22TB237-T B21347.84447.9920.1480.1480.000 23TB237-T B23647.84447.9580.1140.1030.011 24TB238-T B23948.04948.3500.3010.317-0.016 25TB239-T B24048.35048.327-0.023-0.0520.029 s s s s s ss s s s s s47TB328-T B32747.0946.419-0.671-0.6770.006 48TB328-T B32947.0947.4740.3840.390-0.006 49TB328-T B33047.0946.319-0.771-0.764-0.007 50TB339-T B34046.14446.290.1460.1390.007 51TB339-T B34346.14446.1870.0430.056-0.013 52TB415-T B41446.23145.911-0.320-0.3350.015 53TB415-T B41646.23146.143-0.088-0.1090.021 54TB415-T B45446.23146.073-0.158-0.153-0.005高差中误差M H=?E ni=1($H2)/2n=?0.011189/108=?10mm式中:$H为高差较差,n为检查段数。