黃會永 杜建男 任江龍

RTK在像控點(diǎn)測量中的應(yīng)用探討

黃會永 杜建男 任江龍

在航空攝影測量中，像片控制點(diǎn)測量經(jīng)常采用GPS測得其平面坐標(biāo)，然后再用幾何水準(zhǔn)、三角高程、交會法或高程擬合獲得其高程。這些方法在高程獲得上有的費(fèi)時、有的費(fèi)力。工程測量規(guī)范中規(guī)定，在平原、丘陵地區(qū)GPS擬合高程可用于五等及以下等級高程測量。RTK高程測量和GPS高程擬合在原理上是一致的。根據(jù)工程實(shí)踐，重點(diǎn)探討RTK在像控點(diǎn)測量中應(yīng)用的可行性。

RTK 法像控點(diǎn)測量 數(shù)字刺點(diǎn)片 三角支架固定

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS定位技術(shù)可以高精度并快速地測定各等級控制點(diǎn)的坐標(biāo)。尤其是RTK測量技術(shù)的成熟，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于測量領(lǐng)域的方方面面：從白紙測圖到橫縱斷面測量，到施工放樣，再到圖根級控制。GPS-RTK測量技術(shù)是高精度的實(shí)時差分定位，要求基準(zhǔn)站實(shí)時地把偽距或相位觀測值和已知數(shù)據(jù)傳輸給流動站接收機(jī)，流動站快速求解出整周模糊度，在獲得4顆以上衛(wèi)星就可以實(shí)時獲得厘米級三維坐標(biāo)。相對于靜態(tài)觀測，其定位效率得到很大的提高。

1　RTK技術(shù)在于橋水庫像控點(diǎn)測量中的應(yīng)用

于橋水庫位于天津市北部地區(qū)的薊縣城東4 km，是國家重點(diǎn)大型水庫之一。該水庫始建于1959年12月，1960年7月建成投入運(yùn)用，1978年水庫擴(kuò)建。目前水庫已經(jīng)安全運(yùn)行50多年。為了復(fù)核水庫庫容，建立水庫數(shù)字高程模型，為水庫科學(xué)管理提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對水庫庫區(qū)陸地及水下進(jìn)行1∶10 000地形圖測量。

為獲取陸地范圍內(nèi)1∶10 000地形圖資料，用0.2 m分辨率影像資料，采用RTK刺點(diǎn)方式對影像進(jìn)行糾正，并生成設(shè)計所需地形圖成果。

2　RTK施測前的平面高程控制測量

為滿足測圖及像控點(diǎn)測量的需要，首先布設(shè)平面控制網(wǎng)，布設(shè)方法為：測區(qū)內(nèi)沿河道方向，布設(shè)D級GPS網(wǎng)作為首級平面控制網(wǎng)。首級控制網(wǎng)埋設(shè)標(biāo)石，標(biāo)石要分組（每組2個）埋設(shè)，標(biāo)石組之間的距離控制在4～5 km。收集沿線二等以上水準(zhǔn)點(diǎn)，在測區(qū)內(nèi)布設(shè)三等水準(zhǔn)路線用于連測D級GPS控制點(diǎn)，成果符合相關(guān)規(guī)范要求。

3　測區(qū)RTK七參數(shù)計算

測區(qū)七參數(shù)計算采用TGO軟件完成。根據(jù)測區(qū)情況，在TGO中設(shè)置相關(guān)參數(shù)，用測區(qū)D級GPS控制點(diǎn)測量的WGS84坐標(biāo)和測區(qū)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，計算項目區(qū)的七參數(shù)。根據(jù)殘差報告進(jìn)行誤差分析，剔除粗差點(diǎn)，反復(fù)進(jìn)行調(diào)制計算，進(jìn)而得到最優(yōu)七參數(shù)成果。

4　像控點(diǎn)測量

4.1像控點(diǎn)布設(shè)

制作影像平面圖采用全野外布點(diǎn)。首先內(nèi)業(yè)布設(shè)像片控制點(diǎn)，像控點(diǎn)布設(shè)在航向和旁向6片或5片重疊范圍內(nèi)；像控點(diǎn)距像片邊緣小于1 cm，距像片上各類標(biāo)志應(yīng)大于1 mm；像控點(diǎn)選在旁向重疊中線附近，當(dāng)離開方位線距離小于3 cm或4 cm時，相鄰航線分別布點(diǎn)；因旁向重疊過小，上下相鄰航線的像控點(diǎn)不能公用時，應(yīng)分別布點(diǎn)，此時兩點(diǎn)裂開的垂直距離不得大于像片上2 cm；以用圖需要劃分測區(qū)范圍時，像控點(diǎn)分布在用圖范圍線以外。

4.2像控點(diǎn)測量

根據(jù)內(nèi)業(yè)選定的像控點(diǎn)進(jìn)行測量，并繪制像控點(diǎn)刺點(diǎn)點(diǎn)位略圖和點(diǎn)位說明，說明詳細(xì)、清楚，以便于內(nèi)業(yè)使用。刺點(diǎn)誤差和刺孔直徑不得大于0.1 mm，刺在影像最清晰的一張像片上，孔要刺透，不得有雙孔，刺偏時應(yīng)換片重刺；像控點(diǎn)所選刺的目標(biāo)，根據(jù)點(diǎn)位說明、略圖、刺孔三者的綜合判點(diǎn)精度達(dá)到圖上0.1 mm；像控點(diǎn)點(diǎn)位目標(biāo)必須選刺在影像清晰的明顯地物轉(zhuǎn)折角頂、細(xì)小線狀地物接近正交的交點(diǎn)、小于0.2 mm的點(diǎn)狀地物的中心等處，嚴(yán)禁選刺在不易定位的地物（如弧形地物等）、影像不清的地物和非固定地物（如地物的陰影、臨時堆放物等）上；應(yīng)選刺在高程局部變化盡可能小的地方，不得選刺在陡坡上或尖細(xì)頂部等處，像控點(diǎn)平面坐標(biāo)采用GPS-RTK方法施測，精度應(yīng)滿足SL 197—1997《水利水電工程測量規(guī)范（規(guī)劃設(shè)計階段）》中的相關(guān)規(guī)定。

根據(jù)外業(yè)刺點(diǎn)資料，內(nèi)業(yè)制作數(shù)字刺點(diǎn)片，并交攝影測量工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及空三加密測量工作。

4.3像片調(diào)繪

為了保證地物要素定性的正確，在做外業(yè)像控點(diǎn)測量的同時對居民地、道路、水系、溝渠、獨(dú)立地物、電力線、通訊線、境界和地名等地物進(jìn)行調(diào)繪。像片調(diào)繪必須判準(zhǔn)繪清，圖式運(yùn)用恰當(dāng)，各種注記準(zhǔn)確無誤。對地物、地貌的取舍以成圖比例尺及圖面允許的負(fù)載量為準(zhǔn)，應(yīng)既具有實(shí)地細(xì)部特征，又保持圖面清晰易讀為原則。

5　精度分析

為檢測RTK測量精度，平面采用靜態(tài)測量方法，高程采用幾何水準(zhǔn)方法對部分RTK測量像控點(diǎn)的成果進(jìn)行了檢測。精度統(tǒng)計如表1。

表1　精度統(tǒng)計

6　結(jié)語

在平原、丘陵地區(qū)，RTK進(jìn)行像控點(diǎn)測量，其平面精度和高程精度均能達(dá)到規(guī)范要求，并且其快速和高效的特點(diǎn)能得到充分的發(fā)揮。因?yàn)樗械膬x器都存在一定的出錯率，所以為保證RTK測量的可靠性，建議每個像控點(diǎn)測3個測回；為保證RTK測量精度，建議RTK測量時盡可能采用三角支架進(jìn)行固定，以保證RTK測量過程中不出現(xiàn)大的晃動。

[1]劉大杰.全球定位系統(tǒng)（GPS）的原理與數(shù)據(jù)處理[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996.

[2]喬仰文.GPS高程轉(zhuǎn)換的若干問題的研究[J].測繪通報，1999 (11):17-19.

[3]徐紹銓,李航征.擬合法求定GPS點(diǎn)的正常高[J].測繪地理信息，1992（2）：12-18.

黃會永 男 工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

杜建 男 男助理工程師 天津市北三河管理處 天津 301900

任江龍 男 助理工程師 中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 天津 300222

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