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對中桿的精度一般是0.05 MM左右。其精度跟對中桿本身精度,夾持對中桿的主軸的回轉(zhuǎn)精度,主軸轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定,工件接觸面的粗糙度等因素有關(guān)。
基于徠卡SR530的動態(tài)GPS精度分析
隨著科技的不斷發(fā)展,GPS在測量中的應用范圍也越來越廣。從GPS常規(guī)靜態(tài)方式用于大地控制網(wǎng),快速靜態(tài)方式用于工程測量、地形測量、地籍測量的控制網(wǎng)建立及加密,到準動態(tài)、動態(tài)的出現(xiàn),特別是隨著RTK(Real Time Kinematic)實時動態(tài)技術(shù)的應用,給傳統(tǒng)測量帶來了革命性的變化,不但可以簡化常規(guī)控制測量,而且甚至不需控制點就可直接測量和定點放樣。
雖然RTK測量有著的快捷和方便,實踐證明精度上也能滿足控制測量的要求,但與靜態(tài)相比,精度上還有一定差距,且也存在著缺少檢核、可靠性不高的缺點。
那么有哪些因素影響RTK測點的精度和可靠性,如何來提高RTK測點精度和可靠性呢?本文以Leica(徠卡)SR530的實際應用為例,作一分析和介紹。
影響RTK測點精度和可靠性的因素
GPS測量定位的誤差主要來源于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號的傳播過程和地面接收設備等。
與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差有星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、相對論效應;與傳播途徑有關(guān)的誤差有電離層誤差、對流層誤差、多路徑效應;與接收設備有關(guān)的誤差有接收機鐘差、天線相位中心位置的偏差、接收機不同通道間的延遲誤差;其他還有地球自轉(zhuǎn)、地球潮汐、軟件模型誤差等。
上述誤差在GPS-RTK測量時,絕大部分已通過作業(yè)方式、軟件處理、接收機改進等消除、削弱,但還有一部分影響是無法消除的。另外,由于RTK作業(yè)方式特殊,有*的誤差影響;同時RTK作業(yè)實時快速,但缺少必要的檢核條件,所以測量成果也存在著不可靠性。這些影響因素主要有:
1、轉(zhuǎn)換參數(shù)的影響
由響GPS測量采用WGS-84坐標系統(tǒng),而我國目前所采用的坐標系統(tǒng)為1954北京坐標系(或1980國家大地坐標系、地方坐標系統(tǒng)等),高程基準為1956年青島黃海高程系(或1985國家高程基準),所以GPS-RTK測量時必須先求轉(zhuǎn)換參數(shù),以便將WGS-84坐標轉(zhuǎn)到地方坐標(或1954北京坐標系、1980國家大地坐標系等,下同)。轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解是RTK測量的基礎,轉(zhuǎn)換參數(shù)的精確程度是影響RTK測量精度的關(guān)鍵因素。
轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解又受以下因素的影響:
(1)轉(zhuǎn)換控制點選擇
轉(zhuǎn)換控制點,即求解轉(zhuǎn)換參數(shù)時所選擇的同時具有WGS-84坐標和地方坐標的同名控制點。同一測區(qū),選擇不同位置分布、不同精度的轉(zhuǎn)換控制點,轉(zhuǎn)換參數(shù)就會不同。
(2)WGS-84坐標的獲取方式
轉(zhuǎn)換控制點的WGS-84坐標,可以用靜態(tài)方式測量并嚴密平差統(tǒng)一求出,還可以先在基準站用導航或者單點定位的方式測出基準站的WGS-84坐標,然后用流動站測出轉(zhuǎn)換控制點的WGS-84坐標。不同方式獲取的WGS-84坐標對轉(zhuǎn)換參數(shù)和RTK測量精度產(chǎn)生不同的結(jié)果。
RTK測量時,基準站的WGS-84坐標必須與轉(zhuǎn)換參數(shù)求解時的WGS-84坐標的獲取相一致,否則,就會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,獲得的成果整體出錯。
(3)轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定
轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法有一步法和經(jīng)典Helmert法等。一步法是平面位置二維轉(zhuǎn)換加高程內(nèi)插,直接將WGS-84坐標轉(zhuǎn)換到地方坐標,簡單方便,能滿足距離較近(一般5至7公里以內(nèi))和控制資料有測量要求;而經(jīng)典Helmert法是三維轉(zhuǎn)換,將坐標從WGS-84基準轉(zhuǎn)換到地方橢球上,應用地圖投影得到格網(wǎng)坐標,方法嚴密,能保持GPS觀測值均勻,滿足不同距離的需要,但必須有橢球和地方地圖投影的信息。
2、測量作業(yè)的控制區(qū)域
測量作業(yè)范圍受轉(zhuǎn)換控制點的約束。一般應在轉(zhuǎn)換控制點的控制圓區(qū)域內(nèi)作業(yè),超過這個范圍,測量精度就大受影響。
3、衛(wèi)星信號的影響
GPS是通過衛(wèi)星來定位的,衛(wèi)星信號的接收是GPS定位的基礎。GPS測量要求基準站和流動站的天線能同時接收到相同的五顆或五顆以上的衛(wèi)星信號,才能保證正確解算。由于衛(wèi)星分布隨著時間的變化而變化,不同時段衛(wèi)星數(shù)量和位置都不同。在衛(wèi)星數(shù)量較多和位置圖形較佳時,天線接收的信號較好,初始化時間就短,精度較好;反之,在衛(wèi)星數(shù)量較小和位置較差時,雖然天空中有五顆甚至五顆以上的衛(wèi)星,但因為基準站和流動站沒有能同時接收到足夠的衛(wèi)星信號,使初始化時間很長,測量精度很差,甚至不能解算出固定解。
同時,由于基準站或流動站選擇的位置不當,還會產(chǎn)生部分衛(wèi)星信號被高樓等建筑阻擋,出現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)量不足;或衛(wèi)星信號被周圍物體反射再接收而產(chǎn)生“多路徑效應”,使測量出現(xiàn)錯誤。
另外,衛(wèi)星信號還會由于電離層、對流層影響,其它莫名的遮蔽、中斷等原因而產(chǎn)生失鎖和整體移位、數(shù)據(jù)出錯等“納偽”現(xiàn)象。
4、RTK基準站數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)挠绊?/p>
因為RTK測量時要求基準站GPS接收機實時地把觀測數(shù)據(jù)和基準站已知數(shù)據(jù)通過無線電發(fā)射傳輸給流動站GPS接收機,所以無線電信號的傳輸在RTK測量中至關(guān)重要。
但無線電的數(shù)據(jù)鏈信號在傳輸時容易被高樓、山峰等阻擋,也可能被其他電磁波干擾或出現(xiàn)信號異常,所以對RTK流動站的電臺接收RTK測量的可靠性影響很大。
5、流動站方式的影響
流動站方式一般有對中桿和三腳架兩種。使用對中桿方便實用,但天線不固定,精度起伏大;使用三腳架稍繁瑣,但精度穩(wěn)定。
6、電源的影響
無論是GPS接收機還是發(fā)射無線電的電源,如果電量不足,不但影響衛(wèi)星信號和無線電數(shù)據(jù)的接收,產(chǎn)生不可靠的坐標數(shù)據(jù),甚至可能無法開展RTK測量。
提高RTK測點的精度和可靠性的措施
1、轉(zhuǎn)換參數(shù)的合理求解
提高RTK測點的精度,轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解十分關(guān)鍵。
(1)一般轉(zhuǎn)換參數(shù)求解時,盡量用高等級的控制點作為轉(zhuǎn)換控制點,且轉(zhuǎn)換控制點盡量分布均勻、包含整個測區(qū)。如果待測區(qū)域沒有足夠的轉(zhuǎn)換控制點,先布設轉(zhuǎn)換控制點和以后待設基準站點,用靜態(tài)方式一起測量,平差求出所需的WGS-84坐標和地方坐標。
(2)對于待測區(qū)域較小(25平方公里以內(nèi))、轉(zhuǎn)換控制點較小且沒有WGS-84坐標的作業(yè)區(qū),可以用導航或者用單點定位的方式測出基準站的WGS-84坐標,然后用RTK的方式測出轉(zhuǎn)換控制點的WGS-84坐標,在輸入相應的地方坐標后,直接用一步法求出轉(zhuǎn)換參數(shù);對于待測區(qū)域較大(25平方公里至50平方公里)、轉(zhuǎn)換控制點較多且沒有WGS-84坐標的作業(yè)區(qū),可以用單點定位和一步法求出轉(zhuǎn)換參數(shù);對于待測區(qū)域很大(50平方公里以上)或者待測區(qū)域轉(zhuǎn)換控制點較多且有WGS-84坐標和地方地圖投影信息的作業(yè)區(qū),可采用經(jīng)典Helmert法。
(3)轉(zhuǎn)換參數(shù)求解后,必須對它進行檢核。可以在轉(zhuǎn)換控制點和其它控制點上用RTK方式測點,比較精度,一方面檢核轉(zhuǎn)換參數(shù),另一方面也檢核原控制點精度,并將精度好、分布均勻的控制點再作為轉(zhuǎn)換控制點,重新求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。經(jīng)多次比較后,確定的轉(zhuǎn)換參數(shù)。
2、基準站的選擇
由于需要接收足夠的衛(wèi)星信號和發(fā)射RTK無線電數(shù)據(jù)鏈,基準站上空應無大面積遮蔽和影響數(shù)據(jù)鏈通訊的無線電干擾,并避免多路徑效應,因此,RTK基準站點位應選擇在視野開闊的建筑物樓項或地勢較高處,必須避開電視、電臺發(fā)射塔、微波站、飛機場、高壓線和大面積的水域等。
實踐表明,一個地區(qū)經(jīng)常使用的RTK流動站,做成強制歸心礅,并做好電臺發(fā)射天線的輔助竿和儀器安放箱,不但方便RTK作業(yè),同時也便于利用原有轉(zhuǎn)換參數(shù)和坐標成果,不需儀器對中,提高RTK精度。
3、流動站方式的選擇
除了地形地貌測量和放樣外,對控制點和其它可選擇位置的待測點,流動站應與基準站一樣,選擇合適的位置,避免衛(wèi)星信號和數(shù)據(jù)鏈通訊的影響及多路徑效應的產(chǎn)生。
另外,若是控制點的測量,盡量使用三腳架,或者是帶支架的對中桿;若是普通測量使用對中桿時,盡量使氣泡對中,精度穩(wěn)定。
4、作業(yè)時段的選擇
為使RTK作業(yè)時能接收到足夠多的衛(wèi)星信號,在每次作業(yè)前,先查看衛(wèi)星的數(shù)量和位置情況,選的時段進行RTK作業(yè)。同時,為減小電離層、對流層影響,應避開下午14時左右的時段。
5、電源的供應
每次RTK測量前,都需將GPS接收機和發(fā)射無線電的電源充足,保證RTK作業(yè)的順利進行。如果是固定的基準站電臺,還可以用交直流轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓器代替汽車電瓶,不但省去電量不足的擔猶,而且省去了充電和搬運的麻煩。
6、多基準測量
為保證RTK測量精度的可靠,在同一地區(qū),可以建立多個固定的基準站點,并統(tǒng)一求解轉(zhuǎn)換參數(shù)和基準站點的WGS-84坐標。在RTK測量過程中,對同一待測點,用不同基準站點分別測量坐標,在限差范圍內(nèi)求均值。有條件的單位或地區(qū),即具有多套相同型號GPS-RTK儀器的單位或地區(qū),可分別同時在多個基準站點架基準站,同一臺流動站只需改變每個基準站發(fā)射電臺的頻道,就可分別測出對應不同基準站的同一點的坐標,不但起檢驗的作用,而用能提高RTK精度。
7、不同時段測量
對于缺少其他檢驗條件的待測點,還可以用同一基準站在不同時段(如隔幾天)測量,若結(jié)果不同,則必有一個是錯誤的,需再次測量;若結(jié)果在限差范圍內(nèi),則說明測量值正確,可取中數(shù)。
8、測前測后的控制點檢驗
為保證RTK測量的可靠性,建議在每個基準站點附近設立幾個檢驗控制點,每次RTK作業(yè)前,在架好基準站并流動站初始化后,就測試檢驗控制點,以判斷衛(wèi)星信號的正常情況和儀器的操作是否正確;在每次RTK后,也需測試檢驗控制點,再次檢測衛(wèi)星信號的正常情況,來判斷前面所測點位的可靠性。有條件的話,在作業(yè)中,檢測一下附近控制點,可隨時判斷衛(wèi)星信號的正常情況。
特別注意,在同一地區(qū)若有相同型號的GPS接收機,如果轉(zhuǎn)換參數(shù)不同(一般情況下各單位的轉(zhuǎn)換參數(shù)是不同的),容易發(fā)生在公共頻道(或相同頻道)接收了其他單位參考站發(fā)出的數(shù)據(jù)鏈而導致測量數(shù)據(jù)錯誤。因此,有必要對本單位的GPS接收機設置特殊的識別碼以防止或減小接收錯誤的數(shù)據(jù)鏈,同時加強對控制點或相關(guān)地物點的檢測判斷。
GPS-RTK技術(shù)給測量工作帶來了極大的便利,突破了傳統(tǒng)測量控制點的界限。但GPS-RTK測量的可靠性差,稍有不慎,給整個工程帶來返工,甚至不可挽回的損失。GPS-RTK測量必須提高可靠性,可靠性比精度更重要。
只要多檢驗,多比較,特別是原有控制點的比較檢驗,就能提高可靠性。在可靠性保證的情況下,再提高TRK的精度。
信息標題:對中桿的精度是多少
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