RTK中添加EGM2008RTK水准面模型后在断面测量中的应用

2016-04-14方涛

地球 2016年7期

关键词：水准面流动站横断面

■方涛

（新疆维吾尔自治区新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院新疆昌吉831100）

RTK中添加EGM2008RTK水准面模型后在断面测量中的应用

■方涛

（新疆维吾尔自治区新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院新疆昌吉831100）

本文从RTK测量技术特点入手，重点对RTK中添加EGM2008RTK水准面模型后在断面测量中的应用进行了分析阐述。

RTK 测量水准面

1　RTK概况

1.1GPS-RTK定位测量原理

GPS-RTK技术之所以能够有良好的定位，主要是GPS-RTK技术定位测量运用的定位原理，其是将基准站的测量值通过无线电传送到流动站，信号在流动站中进行分差处理，从而得出基准站与流动站坐标之间的的差值，进而得出流动站的具体的坐标值，完成定位。GPS-RTK技术所应用的定位原理中需要注意的一点是基准站中测量值是载波相位观测值，基准站的横纵向坐标等相关的数值。只有将基准站准确的定位量传送到流动站，才能够得出流动站准确的坐标。GPS-RTK技术的测量原理是通过静态测量辅助完成动态测量。所谓静态测量是指运用大等于两台的GPS接收机进行同步观测，对所得到的数据进行处理。得出精确的基线向量，在经过具体的平差、转换等相关的处理方法的处理得到精确地测量点，从而实现获得观察点的坐标。GPS-RTK技术的动态测量是在静态测量的基础上应用RTK定位技术，实现精确的，实时的动态测量。

1.2RTK测量技术特点

常规测量中。一般按照“先控制、后碎部”的基本原则，先逐级布设好测量的控制网，再运用控制点对其碎部进行测量。同时RTK技术可有效避免复杂的分级控制测量工作，只需在测区布设几个控制点建立基准站，便能满足要求；RTK可在任何地点、时间，只要能同时接收四颗GPS卫星信号，并满足一定的几何图形条件，便能完成作业需求。实践表明：当具有良好的观测条件时，运用双频接收机进行观测2-5S就可得到厘米级的定位结果；直观的测量过程。运用RTK进行测量并定位放样时，利用流动站接收机的测量控制器对测量过程进行有效控制，对坐标定位精度进行及时查看，是传统测量技术无法超越的。

2　横断面测量的方法

2.1实时处理法

以公路断面测量为例。作业现场，依据设备情况和工作范围，选择合适的已知控制点来进行仪器的工作。检查仪器后，依据作业现场的情况对需测量的公路横断进行选择，具体测量工作中首先要确定对应的测量断面的里程，在测量公路横断地形变化点时，手簿上对点位偏移中桩的距离进行实时显示，此时可以直接将距离输入到点名中，比如23480-Z-23.56，即表示里程为K23+480km处，那么其面向大里程方向的左面23.56m处则有一地形变化点。再将详细的描述信息输入到点位信息中，可完成一个横断面地形点的测量工作，在进行内业处理时，直接替换就可完成数据的整理工作，减少一些人为误差。

2.2后期处理法

作业现场，测量准备工作就绪之后，对测量公路横断的里程进行确定，依据TSC2手簿提示，在对公路横断的地形信息点进行测量时，只需修改测量地形特征点的相关属性信息即可。在进行内业处理时，在TGO中导入当前的作业任务后，将相应的数据选项导出后方可进行选择，此时，导出的数据则会有相关的横断面地形信息。运用该方法能够有效实现多条横断面的测量，其中，横断面间距也可在“增量站”信息中得到有效体现。

2.3对于无法定义道路的横断面测量

根据测量要求，对需要进行测量的公路横断，在设计线路上找到其对应的里程，在室内运用CASS等处理软件，做出与之相符的横断面线，依据测量的横断距离对横断上的点位坐标进行提取，然后在TSC2手簿中运用建立直线的功能，有效完成道路横断面的测量工作。此外，该测量横断法也适用于其他断面的测量，例如涵轴测量。这种方法对于需要测量的公路横断较少的情况更加适用，如果存在大量的横断面，那么就非常繁琐；对外业横断进行测量时，如内业没有相应的横断数据进行有效处理，则可在实地前后最短中桩的位置予以测量，使用TSC2手簿建直线的功能，有效对公路横断进行测量。进行外业测量时，如果只需对少数横断进行测量，如时间紧，无法对道路文件进行定义时，可直接在内业，提取中线上需放样的里程坐标，实地放样其位置，通过TSC2手簿的两点键入线路或者一点与方位角键入线路等功能，实现对公路横断测量工作。

3　基于EGM2008模型进行水准面精化方法及数据处理

3.1GPS水准与EGM2008模型相结合

在利用EGM2008模型进行大地水准面精化时，采用的是将GPS水准与EGM2008模型相结合方法先利用EGM2008地球重力场模型、大地水准面重力位和参考椭球等求得各水准点模型的高程异常，在得到水准点的模型高程异常之后，与实测的GPS水准点的精确高程异常进行比较进而得出各个水准点的高程异常差值，根据公式Δξi=ξi实测-ξi模型，对求出的这些水准点的高程异常差值求其平均，将所得平均值作为该局部区域与EGM2008模型大地水准面的垂直偏差，随后利用每个水准点的高程异常差值减去我们求得的垂直偏差即就可以计算出我们所需的残差。在得到残差之后可以通过二次多项式对水准点残差进行拟合得出其他待定点的高程异常残差，最后通过EGM2008模型计算待定点的模型高程异常，将模型计算出的高程异常加上垂直偏差再加上高程异常残差就可以精确测出各点的高程异常，随后在结合实际测量所得的GPS大地高就可以算出待定点高程，进而完全大地水准面精化，获得该区域的似大地水准面。

3.2公路横断面的数据处理

公路横断面数据处理程序，在CASS中将LSP文件加载到启动组中，运用Excel建立一个后缀为“.csv”的数据文件。再次打开CASS，将“野外测量点”展到CASS里面，并打开之前建立的CSV格式的文件。命令行输入“dmzl”，按顺序选择中桩点、点名以及左侧地形点。对右面的点进行选择的过程中，软件会对左侧地形点的数量及重复情况进行自动计算，程序执行过程中有一定的纠错性，数据的间断性操作；数据选择重复操作，程序自动统计，以免数据出现重复；数据的有序性，软件会自动按位置排序，设计比较人性化。