無(wú)錫市測(cè)繪院有限責(zé)任公司
張瑜 黃心一
【摘 要】本文簡(jiǎn)述了無(wú)錫市RTK測(cè)量技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并列出了適合RTK應(yīng)用的GPS控制網(wǎng)所應(yīng)具有的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了布設(shè)新型GPS控制網(wǎng)的思路。
【關(guān)鍵詞】RTK 、GPS控制網(wǎng)布設(shè)
1 概述
2001年無(wú)錫市與原錫山市合并，我無(wú)錫市測(cè)繪院的工作范圍也隨之?dāng)U大，測(cè)繪任務(wù)大大增加，工作難度也隨之提高。為此，我院花大代價(jià)購(gòu)入3臺(tái)套RTK測(cè)量設(shè)備，主要用于大面積測(cè)圖的圖根控制和遠(yuǎn)離控制點(diǎn)區(qū)域的放樣。
RTK作為一種新興的測(cè)量手段，據(jù)有快捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。實(shí)時(shí)反映點(diǎn)位坐標(biāo)、精度達(dá)到厘米級(jí)且基本不受距離影響。目前我院RTK測(cè)量主要采用的是單基準(zhǔn)站差分技術(shù)，就是在一個(gè)已知點(diǎn)上架設(shè)基準(zhǔn)站，通過(guò)與流動(dòng)站同步觀測(cè)GPS衛(wèi)星，在流動(dòng)站控制器上進(jìn)行實(shí)時(shí)差分計(jì)算，根據(jù)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)與W84坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系求出RTK流動(dòng)站所在位置的坐標(biāo)。我院一般是以GPS控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，以該點(diǎn)和臨近點(diǎn)的54坐標(biāo)與84坐標(biāo)通過(guò)七參數(shù)法求得轉(zhuǎn)換關(guān)系。
原錫山市控制點(diǎn)匱乏，雖然布測(cè)了E級(jí)GPS控制網(wǎng)，但點(diǎn)位稀，通視差。加上近幾年大開(kāi)發(fā)大建設(shè)，控制點(diǎn)破壞情況嚴(yán)重。同時(shí)，由于周圍出現(xiàn)新建建筑，對(duì)空對(duì)四周通視受阻，很多點(diǎn)位已經(jīng)無(wú)法滿足使用要求。所以，GPS控制網(wǎng)點(diǎn)的更新顯得日益迫切。
2 RTK應(yīng)用對(duì)GPS控制網(wǎng)的要求
結(jié)合我院使用RTK作為主要測(cè)量手段這一特點(diǎn)，新布測(cè)的GPS控制點(diǎn)除滿足常規(guī)的控制要求外，需要著重考慮一下幾個(gè)問(wèn)題：
1點(diǎn)位密度
原有GPS控制網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)為4公里，這樣布設(shè)主要是為了保證控制點(diǎn)之間通視以發(fā)展下級(jí)導(dǎo)線。但要發(fā)展導(dǎo)線，用靜態(tài)GPS費(fèi)時(shí)費(fèi)力，用常規(guī)儀器又受各種因素影響。最重要的是在鄉(xiāng)間控制點(diǎn)的利用率不高。而RTK單基準(zhǔn)站覆蓋的測(cè)量半徑大約為10公里，能夠基本滿足各種測(cè)量任務(wù)的要求，快速準(zhǔn)確。即使在對(duì)空條件不好的測(cè)區(qū)，也可以通過(guò)在外圍對(duì)空通視處進(jìn)行快速靜態(tài)測(cè)量控制點(diǎn)，配合常規(guī)儀器進(jìn)入測(cè)區(qū)的方法進(jìn)行測(cè)量。所以，新控制網(wǎng)點(diǎn)位密度可以大大降低，平均邊長(zhǎng)可以增加到7~8公里，也就是D級(jí)GPS控制網(wǎng)的要求。
2 點(diǎn)位穩(wěn)固
通過(guò)對(duì)現(xiàn)有GPS控制點(diǎn)損毀情況的分析發(fā)現(xiàn)：地面點(diǎn)的損毀情況最為嚴(yán)重，其次為設(shè)于低矮建筑、農(nóng)民住宅上的點(diǎn)，而高大建筑上的點(diǎn)基本保存完好，僅有極少部分報(bào)廢水塔、拆遷建筑上的點(diǎn)被毀。另外，高大建筑上的點(diǎn)點(diǎn)位穩(wěn)固，雖然受建筑沉降變形的影響，但影響不大。而地面點(diǎn)位和低矮建筑上點(diǎn)比較容易受外力作用發(fā)生位移。
3通訊條件
天線高度對(duì)RTK電臺(tái)發(fā)射信號(hào)關(guān)系很大。由電臺(tái)覆蓋距離與天線高度的關(guān)系公式
可知：天線架設(shè)越高，信號(hào)傳送就越廣。另外，高處的點(diǎn)位對(duì)空觀測(cè)不易受周圍地形地物影響，往外傳送無(wú)線電信號(hào)也不易被遮擋。所以，從通訊條件方面考慮，控制點(diǎn)位應(yīng)選擇在高處。
4 交通便利
隨著作業(yè)范圍的擴(kuò)大，交通問(wèn)題日益突出。到邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)去進(jìn)行測(cè)量工作，加上尋找附近控制點(diǎn)的時(shí)間，往往花在路上的時(shí)間比實(shí)際作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。所以，選擇點(diǎn)位時(shí)應(yīng)考慮靠近主要干道，特征明顯的地方。
5 局部控制
原錫山市是全國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)最為發(fā)達(dá)的縣級(jí)市，加上隨著近幾年鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城市化，各鎮(zhèn)人口大大增加，鎮(zhèn)區(qū)地域擴(kuò)大、高樓林立。RTK要通過(guò)同步接受GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行工作，在高大建筑群中無(wú)法順利完成作業(yè)。所以，可以考慮在各鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)用常規(guī)儀器布設(shè)導(dǎo)線，構(gòu)成局域控制網(wǎng)。在一個(gè)鎮(zhèn)同時(shí)選設(shè)幾個(gè)點(diǎn)，可以用以發(fā)展控制導(dǎo)線，又使得RTK基準(zhǔn)點(diǎn)選擇余地大，并且可以在部分點(diǎn)位遭破壞情況下迅速加以補(bǔ)充。
3 新測(cè)GPS控制網(wǎng)的要點(diǎn)
通過(guò)對(duì)以上5點(diǎn)問(wèn)題的綜合考慮，結(jié)合無(wú)錫市城鎮(zhèn)分布的實(shí)際情況，對(duì)新布GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
1 以鎮(zhèn)為單位布點(diǎn)，鄉(xiāng)間不再布點(diǎn)，建筑物密集處可以增加點(diǎn)位；
2 各鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)范圍內(nèi)布設(shè)3~4個(gè)點(diǎn)，互相之間要求通視以發(fā)展鎮(zhèn)區(qū)局部控制導(dǎo)線；
3 鎮(zhèn)與鎮(zhèn)之間的點(diǎn)不再要求通視，部分間距過(guò)長(zhǎng)的可于中間增測(cè)點(diǎn)位；
4 點(diǎn)位選擇布設(shè)于主要干道兩邊的高大建筑頂上，特征明顯、交通方便、上點(diǎn)容易（如配備電梯）的建筑優(yōu)先考慮；
5 做好控制點(diǎn)的托管工作，盡量托管給當(dāng)?shù)卣畽C(jī)關(guān)人員，以免使用時(shí)出現(xiàn)糾紛；
6 充分利用原有控制網(wǎng)的點(diǎn)位，只要比較符合RTK使用要求的GPS控制點(diǎn)應(yīng)當(dāng)盡可能的加入到新控制網(wǎng)中來(lái)
7 在控制網(wǎng)區(qū)域內(nèi)可均勻的選擇一定數(shù)量的等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)作為GPS控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，用以更好的控制GPS網(wǎng)的高程精度。
4 展望
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)機(jī)制改革的不斷深入，我市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度將不斷提高。為了給我市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、建筑開(kāi)發(fā)做好服務(wù)，建立一個(gè)穩(wěn)固的、可持續(xù)發(fā)展的城市控制網(wǎng)是很有必要的。RTK作為一種全新的測(cè)量手段，給我的傳統(tǒng)的城市控制網(wǎng)提出了新的要求?；谏衔奶岬降钠唔?xiàng)要點(diǎn)來(lái)布測(cè)控制點(diǎn)，可以很好的滿足使用RTK的要求，同時(shí)又是原有控制網(wǎng)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，點(diǎn)位坐標(biāo)和精度能夠得到相當(dāng)?shù)难永m(xù)。
新的形勢(shì)下會(huì)有新的要求，我們城市測(cè)量部門要緊跟時(shí)代、與時(shí)俱進(jìn)。城市控制網(wǎng)是城市測(cè)繪作業(yè)的基礎(chǔ)，更要走在前列！