R K测高技术应用简介T
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作者简介: 刘智杰, 男, 武警水电第二总队第五支队, 助理工程师。
6 2 2 . 1 利用 R T K测量求高程异常
人 民 长 江 已知点之间的平均距离的两倍为宜。
2 0 0 9年
在测区内选取部分点进行 R T K测量的同时, 进行水准测 量, 或者选取部分 G P S 点设在水准点上, 这样重合点 i 的正常高 通过 R T K测量可求各点的大地高 H 高程异常为: H Ф r i已知, i, i =H i -H r i。而这样只能求出测区部分点的高程异常。
2 R T K测高
G P SR T K技术在普通测量中使用广泛。但 G P S测高数据 的应用却没有像 G P S平面成果那样被广泛应用。由于 G P S高 程只有经过高精度的高程异常改正才能应用于工程测量和水库 河道测量中。现阶段国内测量通常采用水准测量与 G P S测量 P S , 高程 相结合的方法进行平面和高程测量, 即平面测量采用 G 采用水准测量的方法。 P S 测量系统的测高数据为 8 4坐标系下的 这主要是因为 G 大地高 H 8 4 , 即点到 8 4坐标系椭球表面的距离。而在普通测量 和水利工程测量系统中, 地面点的高程采用正常高程系统, 地面 点的正常高 H r即地面点沿铅垂线至似大地水准面的距离。地 面点正常高为 H 大地高为 H, 它们的关系为: H , Ф r, r =H-Ф 为高程异常。 用传统的水准测量手段进行水准测量耗时耗力, 容易出现 人为失误。因此考虑使用 G P SR T K测高技术, 通过高程拟合最 终求出测站的高程。下面介绍在实际工程测量中, 如何求得利 用G P SR T K高程测量技术所产生的高程异常 Ф。
1 概 况
1 . 1 工程概况
某水电站工程位于安徽省芜湖市三山区峨桥镇境内, 电站 装机容量 10 0 0M W( 4× 2 5 0M W) , 为日调节纯抽水蓄能电站, 电站由上水库、 输水系统、 地下厂房系统、 开关站和下水库等建 筑物组成。 该本工程主要包括围堤、 充水闸、 进出水口、 库盆开挖及河 0 0m , 宽度约 14 0 0m , 道疏浚等工程施工。施工区域长度约 20
R T K测高技术应用简介
刘 智 杰 季 建 兵 赵 亚 军
( 武警水电第二总队 第五支队, 江苏 常州 2 1 3 0 3 1 ) 摘要: 某水电工程主要包括围堤、 充水闸、 下进出水口、 库盆开挖、 填筑及混凝土浇筑、 河道疏浚等工程施工。施
2 工区域长度约 20 0 0m , 宽度约 14 0 0m , 施工面积近 1 2 0万 m , 地形以农田与湖塘洼地为主, 还有少量的山地。
第4 0卷 第 1 2期 2009年 6月 文章编号: 1 0 0 1- 4 1 7 9 ( 2 0 0 9 ) 1 2- 0 0 6 1- 0 2
人 民 长 江 Y a n g t z e R i v e r
V o l . 4 0 , N o . 1 2 , 2 0 0 9 J u n e
2 施工面积近 1 4 0万 m , 地形基本为农田与沼泽地相结合。
由于该施工区域面积较大, 且地面以农田与湖塘洼地为主, 地形较为平坦, 为了加快原始地形测量进度, 拟投入 1台南方公 P SR T K测量技术的灵锐 S 8 2仪器用于原始地 司研制的基于 G 形测量、 加密控制网复测及测量放样等工作, 灵锐 S 8 2仪器具有 测量精度高、 克服雨雾天气、 采集数据快等优点。
3 . 3 二次曲面拟合模型
拟合过程如下: 设( 其高程异常 Ф =f x , y )为任一点的平面坐标, ( x , y )。 二次曲面拟合的 6参数形式如下:
2 2 f ( x , y ) =a x+a y+a x +a x y+a y 0 +a 1 2 3 4 5
1~ 1 6号点为已知控制点, 1 7~ 2 4号点为加密点。最大较 差为 0 . 0 3 5m , 较差中误差为 0 . 0 1 66 7m , 符合四等水准高程的 精度要求。 鉴于常规水准测量的测量高程与 G P SR T K测量拟合后高 程的较差及较差中误差都能满足施工测量规范中一定的精度要 求, 利用二次曲面拟合模型拟合 G P SR T K测高技术在该项抽水 蓄能电站下水库的工程测量中得到较好应用。
2 . 2 利用曲面拟合求高程异常
近年来, 国内外学者采用数学拟合方法求解高程异常。常 用的方法有曲线拟合法, 曲面拟合法, 移动曲面法等。曲线拟合 法适用于 G P S 网线状布设的情况, 如河道, 公路, 铁路, 管线, 电 线等。当测区面积较大, 已知点数量多时, 选用移动曲面法。在 一个小范围的测区内, 二次曲面拟合是优选的方法。
3 实 例
3 . 1 概 况
某抽水蓄能电站下水库工程, 测区地势较为平坦。在高程 拟合的过程中, 重力异常可以不予考虑。业主提供 1 7个二等水 准控制点, 再建立 7个控制点形成四等水准控制网。思路如下: 根据已知点的 G P S高和水准高, 建立数学模型, 求出已知点的 高程异常。根据这个模型利用一定数量的监测点, 求出监测点 T K测出这些监测点的大地高, 减去利用模型 的高程异常, 用R 求出的高程异常, 即为地面点正常高。
1 . 2 R T K技术概述
R T K- R e a l T i m eK i n e m a t i c 是一种实时动态测量技术, 采用 了载波相位观测值实时动态差分的定位方法, 能够实时地提供 测站点在指定坐标系中的三维定位结果。在 R T K作业模式下, P S 接收机将采集到的载波相位观测量和测站坐标 基准站上 G 信息一起调制到基准站电台的载波上, 再通过基准站电台 ( 数 P S卫星进行观测并采集载波相 据链) 发射出去, 流动站在对 G 位观测量的同时, 也通过流动站电台( 数据链) 接收由基准站电 台发射的信号, 经调解得到基准站的载波相位观测量, 流动站的 G P S 接收机再利用 O T F (运动中求解整周模糊度) 等技术由基 准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周 模糊度, 在系统内进行实时处理, 同时求出流动站的点位成果, 。流动站既可在固定点上先进行初始化后再进入 历时不到 1s 动态作业, 也可在动态条件下直接开机, 并在动态环境下完成周 收稿日期: 2 0 0 9- 0 5- 1 0
3 . 2 选用 G P S
该安徽响水涧抽水蓄能电站下水库使用的 G P SR T K仪器 为广州南方测绘公司生产的灵锐 S 8 2 。其静态高程精度为: 5 ; R T K高程精度: 2c m+ 1p p m 。静态平面精度为: 3 m m+ 2p p m m m+ 1p p m ;R T K平面精度: 1c m+ 1p p m 。R T K初始化时间: 1 5s 。
3 . 5ห้องสมุดไป่ตู้ 数据对比
表 1是一组用常规水准测量的测得数据和利用二次曲面拟 T K高程拟合后的数据。 合模型 R
表1 数据对比 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 水准高 2 7 . 5 3 4 1 2 6 . 9 1 4 9 2 7 . 0 5 4 9 2 7 . 1 9 7 2 6 . 4 2 5 2 2 6 . 6 8 1 4 1 6 . 6 9 9 3 2 1 . 3 2 6 6 2 0 . 2 0 6 6 2 6 . 5 7 9 1 2 5 . 6 8 2 7 2 5 . 3 8 6 6 2 5 . 8 1 1 3 2 6 . 8 8 0 2 2 6 . 6 8 1 4 2 6 . 4 2 2 7 2 6 . 3 9 1 3 2 4 . 7 5 5 2 2 5 . 1 5 0 4 1 8 . 8 6 9 1 2 3 . 3 3 8 1 2 1 . 6 4 5 7 2 6 . 4 3 8 7 2 7 . 8 5 7 4 G P S 高 4 1 . 8 8 3 2 4 1 . 2 8 8 1 4 1 . 3 6 4 7 4 1 . 4 7 3 6 4 0 . 5 0 8 4 4 0 . 6 2 3 8 3 0 . 7 1 2 9 3 5 . 4 4 3 8 3 4 . 4 1 4 3 4 0 . 9 2 9 5 4 0 . 0 7 1 2 3 9 . 7 5 1 4 0 . 1 5 7 8 4 1 . 2 4 7 7 4 0 . 9 3 1 4 4 0 . 7 9 1 2 4 0 . 4 5 8 1 3 8 . 8 7 2 4 3 9 . 2 8 8 2 3 3 . 0 2 7 2 3 7 . 5 6 1 6 3 5 . 8 6 2 1 4 0 . 6 8 0 9 4 2 . 0 3 4 5 高程异常 1 4 . 3 6 1 7 1 4 . 3 6 2 2 1 4 . 3 2 9 8 1 4 . 2 9 5 4 1 4 . 0 7 3 2 1 3 . 9 2 3 9 1 4 . 0 0 6 6 1 4 . 1 3 1 2 1 4 . 1 9 3 1 1 4 . 3 6 1 4 1 4 . 3 6 1 5 1 4 . 3 6 2 4 1 4 . 3 6 1 5 1 4 . 3 6 1 5 1 4 . 2 3 6 1 4 . 3 5 2 5 1 4 . 0 4 4 5 1 4 . 1 3 2 2 1 4 . 1 4 5 3 1 4 . 1 2 3 1 1 4 . 2 3 5 5 1 4 . 2 4 3 3 1 4 . 2 3 2 1 1 4 . 1 6 3 2 拟合后高程 2 7 . 5 2 1 5 2 6 . 9 2 5 9 2 7 . 0 3 4 9 2 7 . 1 7 8 2 2 6 . 4 3 5 2 2 6 . 6 9 9 9 1 6 . 7 0 6 3 2 1 . 3 1 2 6 2 0 . 2 2 1 2 2 6 . 5 6 8 1 2 5 . 7 0 9 7 2 5 . 3 8 8 6 2 5 . 7 9 6 3 2 6 . 8 8 6 2 2 6 . 6 9 5 4 2 6 . 4 3 8 7 2 6 . 4 1 3 6 2 4 . 7 4 0 2 2 5 . 1 4 2 9 1 8 . 9 0 4 1 2 3 . 3 2 6 1 2 1 . 6 1 8 8 2 6 . 4 4 8 8 2 7 . 8 7 1 3 高程较差 0 . 0 1 2 6 - 0 . 0 1 1 0 0 . 0 2 0 0 0 . 0 1 8 8 - 0 . 0 1 0 0 - 0 . 0 1 8 5 - 0 . 0 0 7 0 0 . 0 1 4 0 - 0 . 0 1 4 6 0 . 0 1 1 0 - 0 . 0 2 7 0 - 0 . 0 0 2 0 0 . 0 1 5 0 - 0 . 0 0 6 0 - 0 . 0 1 4 0 - 0 . 0 0 6 0 - 0 . 0 2 2 3 0 . 0 1 5 0 0 . 0 0 7 5 - 0 . 0 3 5 0 0 . 0 1 2 0 0 . 0 2 6 9 - 0 . 0 1 0 1 - 0 . 0 1 3 9 m
应用 G P SR T K测高技术在保证测量精度的前提下, 能大大缩短测定、 测设时间, 可发挥自由设站等优点, 并有 良好的经济效益。 关 键 词: R T K测高技术;精度测量;应用;水电工程 中图分类号:P 2 1 文献标识码:A 模糊度的搜索求解 。当整周未知数解固定后, 只要能保持 4颗 以上卫星相位观测值的跟踪和保证必要的几何图形强度, 流动 站可随时解算出厘米级定位精度的结果。 P S观测条件的已 实际作业中, 在测区中间选择一个符合 G 知坐标控制点作为基准站, 安置 1台 G P S接收机,连续跟踪所 有可见卫星; 并实时将测量的载波相位观测值、 伪距观测值、 基 准站坐标信息等用无线电发送。流动站通过无线电接受基准站 发射的信息, 将载波相位观测值实时进行差分处理, 得到基准站 坐标差加上基准站坐标 ( 和流动站的坐标差 △X 、 、 △Y △Z; 得到流动站每个点的 WG S 8 4坐标, 通过坐标转换参 X 0 、 Y 0 、 Z 0) 数解算出流动站每个点在所求坐标系下的平面坐标 x 、 y 和海拔 。 高h