浅谈在工程测量中如何利用拓普康双频RTK GPS接收机

摘要：本文以拓普康双频RTK GPS接收机为依托，分析其在工程测量中的生产作业过程。研究具体的工程测量中，如何利用RTK实现精确测量，通过实例分析地面坐标转换的参数。

关键词：工程测量；拓普康；RTK GPS接收机

Abstract: in this paper PuKang extension double-frequency RTK GPS receiver, based on the analysis in the measurement of the project in the production process. The specific engineering survey, how to make use of RTK achieve precise measurement, by the example analysis the ground of the parameters of the coordinate transformation.

Keywords: engineering measurement; PuKang extension; RTK GPS receiver

中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：

实时动态测量系统由数据传输和GPS技术所结合的系统，是GPS技术的创新。RTK测量是以观测量载波相位为基础，以实现实时差分的测量技术，它的工作模式有：动态定位、准动态定位、快速静态定位、静态定位等，若这些测量模式不结合数据传输，所定位的结果必须通过数据观测后处理方可获得。由于需处理观测数据，上述的测量模式无法实时实地检核用户站和基准站的观测数据。而实时动态观测系统是设置一台GPS在基准站上，可通过GPS卫星实现连续观测，同时可通过天线电台将观测数据传输至用户站。按照相位定位实现三维坐标、精度的计算，确定定位结果。

1 实时动态测量系设备的组成

双频RTK GPS接收机测量系统主要有数据传输系统、GPS接收设备和软件系统构成。

1.1数据传输系统

用户站接收台和基准站发射台构成了数据传输系统，简称数据链。数据传输系统在实时动态测量中起着关键性的作用，它采用460~475Hz之间频率的UHF频段，具有高抗干扰和高稳定性特征。但由于UHF属于直达波，对于高楼高山的测量有一定的阻碍，因此应选择地势较为开阔的区域点作为基准站。

1.2GPS接受设备

通常情况下，需两台以上（含两台）接收机，在用户占和基准站上分别安置。它主要由电源、主机、掌上计算机、天线、动态实时采集软件、电缆、数据链等构成，且应在地势较高、视野较为开阔的区域点简历基准站。双频RTK GPS接收机的技术指标有：（1）定位精度：10 ×1.5+1cm平面，10 ×1.5+2cm高程；（2）双频接收机通过24通道并行；（3）RTK的作用距离：受通信条件影响，一般为15km；（4）静态定位精度：10 ×1+3m平面，10 ×1+5m高程；（5）发射差分间隔，其最小值是1s；（6）电源：直流稳压电源、12v的直流电池。

1.3软件系统

GPS软件系统主要用于保证测量结果的可靠性和准确性，以及确保快速实时测量的可行性。它主要的功能有：对整周未知数进行快速、实时的解算，实时解算坐标，计算放样点，设置坐标系统，显示卫星分布图，设置高斯投影参数，设置通讯参数，输入、输出数据，显示、绘画测量结果等，可为各种工程测量和测绘提供功能服务。

2 实时动态测量系统在加密图根控制点中的应用

2.1煤矿控制网工程工程

2.1.1确定静态GPS转换参数、布设控制网

在区内设置四等控制点1个，三等控制点3个。在测区内设置四个控制点：MAG8、AG44、AG56、AG1，与区内3个三等和1个四等控制点构成了GPS静态网。以3个三等控制点作为起算点，以1个四等控制点为检核点，利用拓普康GPS解算软解进行解算，四等控制点的纵坐标差为9mm，横坐标差为13mm。将WGS76坐标和地面坐标结果传输至电子手薄，进行坐标转换参数计算，以获得测区的旋转角度、坐标转换比例、X•Y坐标平移量等参数。

2.1.2选择基准点

随着GPS定位和计算机技术的发展，尤其是RTK实时测量系统的出现，GPS迅速在加密图根控制点、道路定线、工程放样等方面广泛应用。

2.1.3测设控制点

分别以AG56和AG1为主站，在两个不同时间，进行19个点的重复观测，X为4mm最小差，Y为16mm最大差（坐标比较结果如表1所示）。利用全站仪检测控制点间距，共有18段距离。反算边长和实测边长为0mm的最小差，9mm最大差（间距比较结果如表2所示）。

表1 坐标比较结果

表2间距比较结果

3 在道路放样中利用拓普康RTK GPS接收机

3.1线放样、点放样

道路放样中主要测设超点、交点和终点，可按照一定格式进行已知坐标点的编辑，并保存为*.dat。从电脑导入RTK外业的采集手薄，或设置手薄中的设置、增加、坐标管理库、确定，接着进行点放样、测量，确定待放点。在进行线放样时，选择线的超点和终点。

3.2放样圆曲线

移动站手薄，曲线放样、测量、圆曲线计算、按钮计算，进入到设置界面之后，可输入曲线半径、JD和ZY坐标、JD历程，放样间距、偏角，选择JD、ZY点偏角方向，按按钮“确定；计算圆曲线结果，确定切曲差、切线长、外距、曲线长、圆曲、交点、圆直和曲中数据，接着确定整桩号和整桩号，即历程方式，成果文件名确定，最后按按钮“确定”；放样曲线界面的返回，点取所需放样的点位编号，通过指挥移动站，放样圆曲线。

3.3曲线放样缓和

移动站手薄，曲线放样、测量、缓和曲线计算、按钮计算，进入到设置界面之后，可输入曲线半径、JD和ZY坐标、JD历程，放样间距、偏角、缓和曲线长，选择JD、ZY点偏角方向，按按钮“确定；计算缓和圆曲线结果，确定切曲差、切线长、外距、曲线长、曲中、交点、缓直和圆缓数据，接着确定整桩号和整桩号，即历程方式，成果文件名确定，最后按按钮“确定”；放样曲线界面的返回，点取所需放样的点位编号，通过指挥移动站，放样缓和圆曲线。

4 工程应用

拓普康新增了线放样和面积计算等功能，促使拓普康RTK GPS接收机在工程测量中被广泛应用。

4.1 测量路纵横断面

通过RTK软件进行线放样，通过起点距确定横断面位置和点位，利用手薄偏离的左右距和横断面宽，计算出横断面的特征点位。

4.2 计算土方

通过移动站手薄测量目标点，确定计算范围；进行线放样测量，按照显示的起点距、偏离距、终点距，以及方格网大小，对移动站进行指挥，以确定三位坐标；根据坐标文件，利用方格网法，计算土方。

4.3计算面积

通过移动站手薄测量目标点，确定计算范围；打开文件、计算面积，确定计算范围，按按钮“计算”，即可确定圈定的范围面积。

5 结语

随着GPS技术和计算机的发展，催生了拓普康RTK GPS接收机，新增了线放样和计算面积等功能。因此，拓普康RTK GPS接收机应用于工程测量，可确保测量的可行性、可靠性和精度。

参考文献

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。