像控点测量（精选4篇）
像控点测量 篇1
1 引言
航空摄影的目的主要在于通过对指定的范围, 进行空中对地表的拍摄, 以此获取比例较为科学的航空影像。但实际拍摄所获取的影像, 并不是完全垂直的, 很多都呈现倾斜的状况。即使地面较为平坦, 符合拍摄的水平要求, 那么最后所获取的影像也会出现一定偏差。
地球表面作为航空摄影的对象并非是完全平坦的, 且其由于其地势地貌的不同, 凹凸不平是正常的。但是这样拍摄出来的像点位移很难体现出实际的状况。由于投影存在一定的偏差, 最后所获取的地面目标物体位置与实际物体位置存在着一定的偏离, 很难获取较为精准的信息。投影差主要体现在:像片边缘越近, 其投影差较大;像片底点投影差不存在或者出现最小值, 其投影差越大;目标高度过高或者地面点的高程较大, 其投影差也随之增大。
2 像片控制测量
像片控制测量主要是在所需要测试的区域, 针对空中三角测量或者测图定向的像片控制点平面的位置以及高程进行测量。
通过利用所拍摄的目标物体与摄影像片两者之间的几何关系, 并借助高程控制点以及平面控制点进行计算其位置和外方位元素的过程称为空中三角测量。像控点基于测图以及解析空三加密这两点, 针对所测量的位置和高程进行定位和确定, 并且其位置的确定以及对高程测定的准确性和平面位置的精准性将直接影响绘图是否真实可靠。像片控制测量的布点方案, 主要包括全、非野外布点方案, 以及特殊情况下的布点方案三种。
3 野外像片控制点的布点方案
3.1 全野外布点方案
全野外布点方案主要指的是摄影测量测图的控制点, 必须通过野外控制测量这一手段获取, 其控制点没有加密级别, 能够在获取的同时进行分析和采用。这一布点方案所获取的布点信息十分精准, 但是由于其成本较高, 并且工作量较大, , 目前只用于测图精准要求较高的区域, 并且不用于较大面积的测图情况。通过对立体测图仪作业单模型测图的布点方的分析可知, 要想实现准确的布点, 必须在测绘面积的四个角上都设置一个平高控制点。
3.2 非全野外布点方案
以航线数来分, 共为两类, 分别为区域网和单航线两种布点方案。
3.3 特殊情况的布点方案
在所拍摄的区域的结合处、水域或者岛屿, 等地的布点, 都需要严格按照正规的流程进行布点。
4 野外控制点的选择
像控点的目标选择:航摄像片控制点的布设在选取方面需要十分谨慎, 一方面需要将布设和布点方案结合在一起;另一方面还需要将像点测量的精确度以及各类误差修改校正后的像片控制点的点位进行进行规定, 航摄像片控制点需要满足如下几个标准:一、像片控制点所捕获的影像必须清晰精确, 能够通过数据辨别出来;二、像片控制点距离像片边缘不可小于1.0-1.5厘米;三、控制点的位置应该确定为旁向重叠中线周围;四、像片控制点的位置必须给予明确的规定, 一旦出现偏差, 将会导致观测作业的结果失真, 并且对于内业成图工作构成隐患, 最后导致业内成图结果失真。
5 野外像片控制点的施测
5.1 刺点目标的选择要求
刺点目标的选取需要根据实际的情况进行, 具体的考察所需要监控的地形、地质条件、地面物体条件以及像片控制点的客观性质来遴选合适的刺点目标, 最后来实现合同所规定的标准。不管是何种点的选取最后都必须满足影像的客观、明晰、标准等要求才能够进行刺点的确定。明显目标点通常指的是那些可以再野外捕捉到的较能反应实际情况的点。较为理想的明显目标点为与水平的线状地物的交汇点以及地物的拐角无限接近的点, 尤其是一些较为固定的田角以及日常所见的道路交叉点, 都可以作为明显目标点来确定位置。
5.2 像控点平面坐标和高程的施测
不管是平面控制点、高程控制点还是其他的测量工作都需要按照“从整体到个体, 先控制后碎部”的标准严格执行。也就是说任何工作环节都必须考虑整体性, 并将碎部问题加以辅助。
随着GPS应用技术的不断推广, 像控点外业测量工作的效率逐渐被提升, 在工作的过程中应用GPS网以及CORS站等多种方法能够准确的获取像控点的高程与平面位置的准确值。
6 使用 GPS RTK 对像控点布设的几点建议
像控点的布设应该以客观、准确、明晰的刺点目标为主, 其主要以地物的拐角以及水平交点为布设的主体位置, 具有阴影以及弧形地状的物体不适宜采用刺点目标进行布设。
像控点在进行测量的过程中, 像控点的位置主要由近景点代表, 而周围的环境则由远景点代表, 这样方便内业绘图人员根据所获取的像控点进行判断和绘图。
一旦在测试的区域内出现了等级道路, 那么就需要按照道路路面上的交通指示进行, 比如一些表示方向的箭头、数字、斑马线等。
测试的区域内如果有房屋等建设物体, 那么在选择像控点时要将平顶房房角以及周围的墙角作为测试点的首选区域, 对没有阴影的部分的房角进行检测。
关于房角的选择主要以平屋为主, 这样所选择的房角相比较高楼大厦所监控得到的点更加的精准, 在测量的过程中要将房角屋顶的高度与地面的高度其比例计算明确, 以便于像控点反面整合工作。
针对测试区域的范围的选取方面, 要根据建筑物体的特征进行遴选。并且在测量的过程中需要将时间间隔纳入到考虑的范围之内, 如果两者之间的间隔过大, 将会导致目标地状物的变化情况难以捕捉下来, 因此在范围的确定环节方面不宜选择选点时间与摄影时间相距太原的建筑体。
在测试的区域内, 如果摄像机能够辨别的地物较少, 那么就需要考虑一些建筑拐角或者建筑物的中点, 比如通讯线电杆地面中心等。通过对电杆的两侧参考点的确定, 最后算出平均值, 来确定其方位并将其长度记载到像控点反面整饬中。
在测量的区域内, 如果可以勘测到的地物在阴影的覆盖面积之内, 那么就可以沿着无阴影线状地物的方向, 使用红笔将其参考辅助线画出, 最后标记交点, 这时候将交点作为刺点目标, 与此同时, 刺点目标便发挥像控点的作用。
在测量的区域内, 像片所能够呈现的画面内, 其人工地物较少, 能够识别的地物也仅限于弧形地物等, 那么就将其作为刺点目标。
在测量的区域内, 特殊情况下坟墓也可以作为像控点的刺点目标, 但必须将选点时间明确化, 将清明节前后作为一个分水岭, 针对坟墓的高度变化进行勘测。如果所选取的坟墓主要作用是祭祀, 那么就需要将其拐角的刺点目标考虑进去。
除此之外, 建议进行野外像控点测量的小组其成员最后由两名或者两名以上经验较为丰富的专业人员组成, 同时对像控点进行判断和输入, 以保证其结果的真实性和客观性。
7 结语
作为航测成图的主体部分, 航空摄影野外像片控制点的选取以及测量十分重要, 在外业的工作过程中任何团队小组都需要就所获取的像控点进行反复的验证, 以保证所获取的结果真实有效, 最后为获取较为精准的刺点目标打下基础。
参考文献
[1]李德仁, 周月琴, 金为铣.摄影测量与遥感概论[M].北京:测绘出版社, 2001.
[2]徐绍铨, 张海华, 杨志强, 等.GPS测量原理及应用[修订版][M].武汉:武汉大学出版社, 2003.
像控点测量 篇2
根据宁夏“十一五”基础测绘规划纲要, 急需对宁夏吴忠平面控制网和基本比例尺地形图进行测制更新, 并建立吴忠市基础地理信息数据库, 以满足各项事业对测绘基准成果的需要。为此吴忠市国土资源局委托宁夏国土测绘院承担吴忠市基准控制网及采用航测法测绘1:500、1:2000地形图。像控点采用中海达9600型GPS-RTK仪器进行测定。
2 GPS-RTK技术原理
GPS实时动态测量 (Real-Time Kinematic) 简称RTK, 具体作业方法是在已知点上设置一台GPS接收机作为基准站, 并将一些必要的数据如基准站的坐标、高程、坐标转换参数等输入GPS控制手簿, 一至多台GPS接收机设置为流动站。基准站和流动站同时接收卫星信号, 基准站将接收到的卫星信号通过基准站电台发送到流动站, 流动站将接收到的卫星信号与基准站发来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理, 实时得到本站的坐标和高程及其实测精度, 并随时将实测精度和预设精度指标进行比较, 一旦实测精度达到预设精度指标, 手簿将提示测量人员是否接受该成果, 接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录进手簿。
3 使用GPS-RTK技术全野外像控点布设联测
利用已完成布设的测区等级控制点, 采用GPS-RTK在开阔地方进行像控点测量, 在建筑物密集区和RTK不能接收到差分信号的地方, 采用RTK在外围布设图根点或者布设图根导线, 然后用全站仪施测像控点。
3.1 像控点布设
3.1.1 按规范要求, 每像对在标准点位布设四个全野外平高控制点。
凡像控点在相邻两条航线不能公用, 分别布点时, 两点控制范围所裂开的垂直距离不得大于像片上的2厘米。3.1.2像控点必须选在影像清晰的明显地物点, 接近正交的线状地物交点, 地物拐点或固定的点状地物上1:2000成图时应小于0.3m, 弧形地物与阴影处不得作为刺点目标。选刺目标时必须认真判读像片, 以满足刺点要求为主, 同时考虑满足像控点布设的点位要求和兼顾联测的方便, 明确该点的具体位置及在周围地物中的相对位置。桩位、说明、略图和刺孔位置必须一致和确切无误。应由两人分别在不同像片上独立进行对刺或由第二人100%检查。3.1.3像控点整饰。平面点平高点, 在像片下面均用红墨水分别以边长中直径7毫米的图形表示。点号及高程均用红墨水以分式注记, 分子为点名或点号, 分母为高程。平面点只注点号。像片反面, 用铅笔以相应的符号标出点位、注记点名或点号, 以及刺点日期、刺点者、检查者 (签名) , 并简要说明刺点位置;如文字不能确切表达时, 则应实地加绘详细的点位略图。控制点在同一幅图内只整饰刺点片;航线间公用点, 则只在邻航线主片上用特种铅笔转标。相邻图幅或相邻布点区公用的点, 需要转刺和转抄成果, 转刺的点应同样进行整饰, 并加注邻幅编号及刺点片号, 像片反面除必要的说明外, 还应有转刺者、检查者签名。3.1.4像控点的编号。平面点 (或平高点) 、高程点、等外水准点, 在其编号前分别冠以P、G和V字样。同一类点在同一图幅或布点区内不得重号。利用邻幅或邻区的控制点时, 仍用原编号并注明邻幅图号。
3.2 像控点联测
3.2.1 基准站的选择。
RTK定位测量中, 流动站随着与基准站距离的增大, 初始化的时间将会延长, 精度将会降低, 所以流动站与基准站之间的距离不能太大, 一般不超过10km范围。目前国际测绘领域的RTK, 无论是单频和双频RTK系统, 都采用UHF电台播发差分信号, 为了接收到基准站发射的差分信号, 要求基准站和流动站之间的天线必须“准光学通视”。这在沙漠、戈壁、沙滩、岸边、平原等地区的几公里范围内, 一般都能顺利进行RTK测量。在测量中, 要考虑到基准站上的“净空”, 即基准站上空无卫星信号的大面积遮掩和影响RTK数据链通讯的无线电干扰, 以及提高基准站天线的架设高度。3.2.2坐标转换参数的求解。在测区像控点的测量中, 要求采用的是国家80坐标系, 因此在RTK作业时, 流动站所得到的坐标应为高斯平面坐标。求取转换参数的方法主要有 (1) 在有控制点的WGS-84坐标和国家80坐标时, 根据两套坐标系统建立关系求得转换参数; (2) 在测区已经进行了GPS控制测量, 应用已求得的转换参数人工输入转换参数, 从而进行两种坐标的转换; (3) 采用地图投影的方式, 即使用已知的投影方式来确定转换参数。在使用 (2) 和 (3) 方法进行求取转换参数时, 基准站的坐标必须放在已知点上, 而且基准站的WGS-84坐标必须是已知的国家80坐标通过已知的转换参数和投影方式反算得到。
应用控制点求解转换参数时, 可以有不同的作业方式: (1) 基准站位于已知点上, 该点的WGS-84坐标的获得可以采用已有的静态数据, 直接将控制点的WGS-84坐标和80坐标输入手簿直接求取, 或者也可以点采集的方式获取, 此法是在无WGS-84坐标成果的情况下使用的一种方法, 基准站的WGS-84坐标通过单点定位得到, 再用流动站到控制点上去采集WGS-84坐标, 然后再应用采集的数据进行转换参数的求取。 (2) 当在某些特殊的地方, 无合适的控制点坐标来设置基准站, 可以采用基准站任意摆放的方式, 即虚拟一个基准站的80坐标, 基准站的WGS-84坐标直接测量手簿读取, 然后流动站再到各个控制点上去采集WGS-84坐标, 由于基准站的80坐标是一个虚拟坐标, 所以在求解转换参数时基准站不得参与转换参数的求解。在求解转换参数时, 要求控制点的个数在3个以上, 此外, 通过实际作业发现, 利用远离作业区的控制点求解的转换参数, 误差较大, 所以在求解转换参数时, 最好使用作业区附近的控制点来求解转换参数。3.2.3RTK作业前的检验。RTK测量的可靠性取决于数据链传输质量和流动站的观测环境, 虽然RTK技术使用了较好的数据处理方法, 但毕竟RTK使利用非常有限的数据量, 而且实时处理难以消除由于卫星信号暂时遮掩、无线电传输错误所造成的误差。对于每日施测前、设置新的基准站和接收机或控制器内的数据或参数更新后都要进行复测检核。通过检验, 一方面可以发现在基准站和流动站设置中的问题, 另一方面可以检验RTK作业的精度情况是否可以满足像控点的精度指标。在作业中RTK的检验可以采用测区内的高等级控制点, 即在设置好基准站和流动站后, 求解完转换参数, 测定点的坐标前, 将流动站放置到已有的未参与参数转换的控制点上进行比较, 然后将测定坐标与已有的成果进行比较。此外, 为了提高像控点测定的可靠性, 在检验时, 尽量使检验点在该基准站作业范围的边缘 (一般距离基准站在5km左右) 。3.2.4像控点联测。正确设置仪器各项参数, 使用3个以上已知控制点成果, 配准并经实地检验, 通过在测定过程中的实际检验情况, 与已有的高等级控制点的检验较差均可以满足要求, 开始逐个采集测量选定的像控点, 观察各精度因子符合要求时, 按编号采集计录进入测量手薄。
结束语
与传统像片控制测量相比, RTK技术用于像控点的测量, 操作简便, 灵活方便, 不但可以大幅度提高测量速度, 而且能够大大减小作业人员的劳动强度。基准站的选择对于RTK测量非常重要, 它将直接影响到流动站的施测精度和测量速度, 应注意二者之间的“准光学通视”。参与坐标转换的已知点应在3个以上, 且分布要均匀, 做到在满足精度要求的情况下, 尽可能的减少外业的工作强度。RTK技术不仅能达到像控点测量的精度要求, 而且误差分布均匀, 不存在误差的积累, 完全可以满足1:500, 1:1000航测成图的要求。
摘要：通过与常规的方法的分析比较, 结合工作实际简述了GPS-RTK技术及在像控点测量中的应用, 展示了RTK在航测中具有很大的优越性和广泛应用前景。
关键词：GPS RTK,像控点测量,应用
参考文献
[1]李征航, 黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.
[2]金为铣, 杨先宏等.摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2001
像控点测量 篇3
1 RTK技术的工作原理及测量误差
1. 1 工作原理
RTK定位技术是基于实时载波相位差分的实时动态定位技术。在RTK作业模式下,基准站除了采集卫星数据外,还要通过数据链将其观测值和站点坐标信息一起传送给流动站。流动站在采集卫星数据的同时,还要接收来自基准站的数据链,并在系统内对采集和接收的两组数据,进行实时载波相位差分的处理,得出定位结果。RTK又可细分为修正法和差分法:修正法是将基准站的载波相位修正值发送给流动站,改正流动站接收到的载波相位,流动站再求解坐标,也称准RTK;差分法是将基准站采集到的载波相位,发送给流动站,再由流动站求差解算坐标,又称真正的RTK。
1. 2 测量误差
RTK的测量误差包括两个方面:①GPS 的定位误差,它在实时测量时可以从手簿上看到,也会被记录在手簿内相应的LOG文件中; ②坐标转换带来的误差,它主要由投影误差和已知点传递的误差组成,但已知点传递的误差影响较大。一般情况下,人们关注的主要是GPS 的定位误差。RTK法实时提供的流动站点在指定坐标系中的三维定位结果,其平面定位精度可达到1 cm + 1 ppm ,高程定位精度可达到20 mm + 2 ppm。
2 工程应用实例
随着经济的快速发展,城市的发展建设也越来越快。为了满足城市规划的需要,每个城市的地形图都要进行及时的更新,对于城区建筑物密集或坐落于地形复杂的山区的城市来说,采用航空摄影测量的方法更新地形图无论从经济效益和作业效率来说都具有明显的优越性。2007年6月,我们采用航测像片内业数字化处理及外业调绘的方法完成了吉林市某区20 km2 1∶100 0的地形图测绘任务。测区位于城乡结合部,测区内大部分都是树木密集、地形起伏较大的山区和建筑物密集、杂乱的平房区。测区内的通视条件非常不好,如果利用全站仪野外数据采集内业数字化成图的方法,大部分树木茂盛山区的测绘任务根本无法进行,决定利用2005年拍摄的航测像片进行内业数字化处理,然后进行外业调绘的方法。利用航测相片调绘的方法与全站仪野外数据采集内业数字化处理相比,作业效率高、经济效益好。
像控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一,传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点,内业进行加密。常规的野外平高控制点的测量方法是先沿航摄方向布设导线,然后在此基础上采用支导线方法测定航测象控点。往往由于实地条件的限制,其作业是相当艰苦的,且工作量大,作业周期长。
2.1 传统测量方法的优缺点
在传统的作业方法中,测定像片控制点的平面坐标,通常采用的方法有:①导线。较长路线采用符合导线;短距离通常采用支导线法。②线形锁。③交会法。当已知点为3个时,采用前方交会或侧方交会;已知点为4个时可以采用后方交会。④引点法。在通视条件受到限制时,可以采用引点的方法在通视较好的地方做一个过渡点。
高程控制点根据地形条件可以采用:高程导线;测图水准和经纬仪水准;三角高程路线;独立交会高程点。
上述传统的像控点测量方法在实际作业中受到诸多实际条件的限制:
1)高等级的控制点成果很少,采用传统测量方法大大增加了工作量,延长了作业时间。
2)由于像控点大多都位于房顶和明显地物折角顶点等影像清晰的明显地物上,往往这些点的通视条件较差,而全站仪作业时需要两点之间互相通视,施测中需要投入大量的辅助性工作,成本高,工作效率低;对于地形复杂的山区,利用水准仪进行高程水准路线测量时每站测量的视距较短,这就需要频繁搬站,工作量大、工作效率低。
3)应用传统的测定方法,内业计算工作量较大,且出错率高,返工现象较严重。
传统测量的方法的优点:利用全站仪进行像控点平面控制测量时,只要两点间通视即可,全站仪作业时不受周围建筑物、高压线、微波发射塔、高大树木等周围环境的限制。
2.2 RTK定位技术测量的优缺点
像控点的精度相当于导线级精度,像控点最弱点的点位中误差(相对于起算点)不超过±5 cm,像控点高程中误差(相对于起算点)不超过±10 cm,而RTK平面定位精度可达到1 cm + 1 ppm ,高程定位精度达到20 mm + 2 ppm,所以RTK技术定位精度能够满足像控点的精度要求。
与传统的测量技术相比RTK技术具有如下的优点:
1)作业灵活方便,作业人员少(移动站只需2个人),不受两点间通视条件的限制,误差不累积。
2)移动站的作业半径大,在卫星信号、电台信号良好的情况下,对于开阔的平坦地区可以达到10～15 km,在地形复杂的山区、建筑物密集的城市中心区可以达到4～6 km。
3)点位定位时间短、精度高,在信号良好的情况下,移动站可以在几秒钟内进入FIX状态,并且实时显示测量点的三维坐标。
4)可以进行全天候的作业,不受时间的限制。
RTK作业的缺点:移动站作业时受到周围的高大建筑物、各种微波信号发射塔、高压电力线及大面积水域等的影响较大,遇到这些情况时,移动站常常不能进入FIX状态,或者测量点出现伪值。
2.3 RTK的作业方法
2.3.1 参数的转换
由于GPS- RTK 获得的是WGS-84坐标系中的坐标,而我们在各种测绘工程中要求的是地方坐标下的格网坐标,这就需要将WGS-84 坐标转换为我们所需要国家格网坐标或地方坐标,如北京54平面坐标、西安80平面坐标、某地城市坐标等,然后再将其投影到高斯平面上。因此求坐标转换参数的精度也是一个相当重要的问题,实际工作中选择用已知公共点求转换参数, 它的精度不仅与所选点的位置和数量有关,还与所选点的坐标精度密切相关, 因此在选择公共点时应该对测区范围内的已知点进行筛选。
求转换参数时,我们可以选择四参数转换法或七参数转换法求解转换参数。至于采用哪种方法要根据测区已知点的数量及测区的面积而定,对于测区面积较大的工程一般采用七参数法,否则采用四参数。求解转换参数最好采用精度高、能够控制整个测区的已知点,同时要求基准站要架设在地域开阔、尽量远离无线电干扰源、大面积水域等的地方,这样不但能保证提高转换参数的精度,而且能够保证整个测区所采集的点位数据精度相同。
2.3.2 校正
对于南方灵锐S80 GPS-RTK来说,在完成参数转换后,每次作业时我们只需在求解转换参数的工程文件下建立不同的作业文件名,文件名建立完成后PDA手簿提示进行校正,这时提示我们选择基准站架设在已知点还是未置点,根据实际作业来看,大多的已知点周围条件都不好,一般我们都把基准站架设在地域开阔的未知点上。如果架设在已知点上,基准站要进行精确的对中、整平,架设在未知点上时整平即可。校正时可以采用一点校正,也可以采用两点校正,校正时移动站对中杆的气泡要精确居中,校正完成后我们找一个已知点进行测量,检验校正的正确性,校正完成后我们就可以进行数据采集了。
2.3.3 像控点的测量
在参数转换、校正完成后,我们就可以进行像控点的测量了,在像控点测量时,移动站跟踪杆的水准气泡要稳定居中,一般我们采用移动站结合三脚架的方法来保证气泡的稳定居中。移动站在数据采集时,PDA手簿显示Float和FIX两种数据采集状态,一定要在FIX状态下才能进行像控点的测量和存储。为了保证测量数据的准确性, 防止出现伪值,
我们对每个像控点进行多次测量,然后取多次测量的平均值。
由于GPS-RTK作业时卫星信号、电台信号受到周围高大建筑物、遮挡物、各种电磁场干扰源的影响,有些像控点的测量结果达不到精度要求或根本就不能测量出数据,这时采用GPS-RTK与全站仪相结合的方法来完成像控点的测量。首先,在像控点附近RTK信号接收良好的地方测量两个互相通视的点,然后利用全站仪采用传统的测量方法完成像控点的平面坐标和高程的测量。
2.3.4 RTK作业应注意的问题
1)减少信号的干扰。对于基准站而言,尽量架设在地势较高、地域开阔的地方,要避开在测站周围100～500 m范围的UHF、VHF、TV和BP机发射台,避开用于航空导航的雷达装置等强电磁波辐射源。
2)作业前要事先规划好作业的区域,基准站尽量架设在作业区域的中间位置,这样才能保证基准站的作业范围达到最大。
3 结束语
综上所述,在像控点测量中应用RTK与全站仪结合作业具有很大的优点,不仅测量速度快,而且其精度也完全满足像控点的要求。RTK测量不受两点间通视条件的限制,这样可以优化设计像控点的位置,大大提高工作效率,节省工程费用。使用RTK进行像控点测量还没有误差积累,每个像控点的测量精度相同,这样能够保证整个测区的地形图的精度保持一致。随着RTK技术的发展,在逐步克服自身的缺点之后,与传统的测量方法相比优势越来越明显,从而在测绘工程的各个领域里有着更为广阔的发展前景。
参考文献
[1]王国祥,梅熙.GPS RKT技术在工程测量中的应用[J].四川测绘,2001,24(4):166-167.
[2]王广运,郭秉义,李洪涛.差分GPS定位技术与应用[M].北京:电子工业出版社,1996.
[3]康红星.GPS-RTK技术在城市控制测量中的应用[J].工程设计与建设,2004,1(36):33-36.
[4]邬晓光,黄北新,丁锐.GPSRTK技术在城市测量中的应用[J].城市勘测,2004(1):46-48.
像控点测量 篇4
GPS-RTK(Real Time Kinematic)是GPS测量技术与数据传输相结合而构成的实时定位技术,现如今其应用已相当成熟,诸多实践证明,GPS-RTK技术完全可以完成像控点测量工作,给测绘工作带来巨大的便利。但在作业区相对较大、控制点相对稀少、电台数据传输受阻或是在不利于开展GPS-RTK作业时,人们又重新陷入对像控点测量工作的困惑之中,而使用GPS-PPK(Past Processing Kinematic)技术进行测量而使得测量工作更加便捷。
GPS PPK是利用载波相位进行事后差分的GPS定位技术,其系统由基准站和流动站组成。其主要作业过程包括外业观测数据和内业处理数据。外业观测数据:在已知点架设基准站,记录该站的GPS数据;在未知点架设流动站,通过初始化求得固顶解,然后根据相应要求进行数据采集。内业数据处理:将基准站和流动站数据导入计算机,利用相应的软件进行基线解算、计算或平差处理,从而得到相应的数据成果。
本篇主要根据我新疆地矿测绘院2011年承担的民丰1:10000基础测绘项目为例,重点介绍GPS RTK和GPS PPK在像控点测量中的联合使用。
1 GPS-RTK和GPS-PPK技术在像控点测量中的应用
1.1 概述
民丰1:10000基础测绘项目根据自治区测绘局相关要求及《新疆维吾尔自治区测绘局1:10000基础测绘技术文件汇编》(试行)(以下简称“技术文件”)的规定进行施测,由于测区面积达4600km2,南部沟壑纵横、北部沙漠延绵,交通极为不便,使得本测区约680个像控点的施测工作面临着巨大的困难,且测区多属荒漠戈壁,手机信号基本属盲区,针对以上情况,结合相关规定,我院选择使用连续运行基准站点的方式运用GPS-RTK和GPS-PPK技术联合作业的方法进行像控点的测量工作,求得各像控点的CGCS2000坐标系坐标和大地高,利用新疆维吾尔自治区似大地水准面精化成果(2011年),求取像控点的正常高。其次再选取若干由新疆测绘局档案资料馆提供的同时具有CGCS2000坐标系和1980西安坐标系国家已知点或基准站点(所选取的点位应尽量均匀覆盖和控制整个测区)的两套成果,计算求得CGCS2000坐标系到1980西安坐标系转换参数,从而求得各像控点的1980西安坐标系成果。
1.2 作业方法
1.2.1 内业准备
在设置基准站前,应首先进行点校正。即:将该基准站以及其周围4个以上基准点的WGS—84大地坐标值B、L、H(进行三维无约束平差后的值)和这些点的CGCS2000坐标系的平面坐标值、大地高值导入电子手簿以求得该局部区域的坐标转换参数,并在手薄中对基准站和流动站的相关项进行设置,完成外业测量前的准备工作。
1.2.2 GPS-RTK和GPS-PPK外业观测
我院使用一台Trimble 5700和四台Trimble 5800进行像控点施测工作。首先在确定的已知点上架设基准站,准确量取天线高度,并由手簿来启动基准站。启动时选择手簿的《测量菜单》,进入《RTK和infill测量》项,点击选取的已知点成功启动基准站后即可开始测量(此时基准站主机的数据记录灯应亮)。
在正常工作以前应检校测区附近的控制点,以确认参数的准确性。若测点距基准站较近,可以收到无线电信号时,和常规GPS-RTK作业方法一致。但当作业半径大于15km以上时,传统的GPS-RTK测量由于接收不到基准站发出的无线电信号而显得无能为力,此时即可用PPK测量模式来代替RTK测量。在流动站上,测量模式选择《PPK测量》,根据手簿提示,当卫星较多且卫星的图形分布较好时,初始化时间较少(一般大约为6~8min),当测量模式由浮动变为固定后,即可开始测量。
GPS-RTK和GPS-PPK测量方式的规定。施测时,基准站至流动站距离不大于35Km,流动站观测的采样间隔为1s,RTK观测历元数≥20个,PPK观测历元数≥180个,观测次数两次,两次较差平面≤±20cm,高程≤±10cm。基准站和流动站有效观测卫星数≥4个,PDOP值≤6。
在前期作业过程中,由于缺少经验,只是严格的按照“技术文件”规定中的每次观测历元数≥180个的临界即观测历元等于180个去执行,由于外业观测数据量较少,致使基线解算后存在个别基线不通过或通过后两次测量成果较差不能满足“技术文件”规定的限差,因测区交通极为不便,为了较少返工工作量,后经反复试验,取每次观测历元数为600个(即记录时间为10分钟)最为适宜。
1.3 内业数据处理
观测结束后,除将基准站记录的观测数据导出到计算机之外,还须把手簿中观测的原始数据导出到所测项目中去。设置好相关的解算参数后,即可处理基线。若有未解算通过的基线,可改变相应的参数设置如选取更高的高度角、剔除部分卫星数据、多次重复解算等方法进行重新解算,还未通过的,则可能是外业观测数据量不够所致,需外业返工重测。待基线全部通过后,即可得到正式成果。
1.4 精度评定
采用RTK、PPK技术施测获取像控点的CGCS2000国家大地坐标系的平面网格坐标和大地高,利用新疆维吾尔自治区似大地水准面精化成果(2011年)求得像控点的正常高。并采用等外水准测量的方法对平地区域的部分像控点高程或像控点间的高差进行检测。
以测区内“TB11(阿福拉兹)”、“MJ02”、“MJ03(Ⅰ叶休101)”、“MJ05(Ⅰ叶休105)”、“05”和“民丰西增大”共6个基准站点的WGS—84坐标系的B、L、H成果和CGCS2000坐标系的平面网格坐标X、Y和大地高成果进行点校正,点校正水平最大残差:0.039m,垂直最大残差:0.018m;以“TB11(阿福拉兹)”、“MJ02”、“MJ03(Ⅰ叶休101)”、“MJ04(Ⅰ叶休103)”、“MJ05(Ⅰ叶休105)”、“3007”、“JHB187(Ⅰ叶休100-1)”、“05”和“民丰北增大”为RTK、PPK基准站进行观测,像控点与基准站距离最长不超过35Km(详见像控点联测图),施测得到像控点的CGCS2000坐标系的平面网格坐标成果和大地高,然后利用新疆维吾尔自治区似大地水准面精化成果(2011年)求得像控点的正常高。像控点施测前、后均在相邻基准点上进行了检测,检测最大点位互差为0.133m≤±0.2m;检测最大高程(大地高)互差为0.089m≤±0.2m,满足“技术文件”规定要求。
检测点和像控点均按要求观测两次,其两次测量均满足“技术文件”规定的点位互差≤±20cm、高程互差≤±10cm的技术要求。
并采用等外水准测量的方法对平地区域不少于10%(涉及像控点38个)的像控点高程或像控点间高差,详见像控点等外水准检测路线图。检测像控点,检测高程较差最大为0.421m,检测高程中误差为0.362m;检测的像控点间高差较差最大为0.132m≤±0.22m,满足技术文件规定。
说明:检测像控点高程较差最大为0.421m,检测高程中误差为0.362m,是受新疆维吾尔自治区似大地水准面精化成果(2011年)的精度影响产生,其相关情况以报告的形式递交自治区测绘局测绘技术中心并已处理。
2 结论
在项目作业区较大、交通困难、控制点稀少的外业实施过程中使用GPS-RTK和GPS-PPK技术联合作业的方式进行像控点测量工作,可弥补GPS-RTK作业中受电台传输距离、地形等客观条件的限制而不能实施测量的缺点,从而大大提高外业像控点测量的工作效率。
摘要：GPS-PPK技术和GPS-RTK技术的联合使用,使得像控点测量工作,在作业区相对较大、控制点相对稀少、电台数据传输受阻的测区,得以更好、更便捷的开展。
关键词：GPS-RTK,GPS-PPK,像控点
参考文献
[1]尚纪斌.GPS-RTK联合全站仪在地形图测绘中的应用[J].科技创新导报,2011(2):96.
[2]刘爱辉.GPS-RTK配合全站仪数字测图技术的应用[J].交通标准化,2009(9):159-162.
[3]孙岩.关于GPS在地质测绘工作中应用的探讨[J].科技论坛,2007,(2):106.