北京博飛GPS RTK(F90系列)系統主要由基準站、移動站和通訊系統組成。GPS RTK的基本原理是:將基準站設置在坐標精確的已知點上,基準站以及移動站同時接收4顆以上的相同衛星進行載波相位觀測,基準站在跟蹤載波相位測量的同時通過數據鏈將測站坐標、觀測值、衛星跟蹤狀態及接收機工作狀態發射出去,移動站在接收GPS衛星信號進行載波相位觀測的同時,還通過數據鏈接收來自基準站的信息,實時解算出相對于基準站點的基線向量,并通過已經設置的轉換參數及投影方法計算出移動站的北京54、國家80或者是自定義的地方坐標。
北京博飛“BOIFRTK”是一款用于雙頻GPS-RTK測量的手簿控制軟件,它支持博飛F90系列雙頻接收機;可以方便的鍵入點、直線和道路;進行地形測量,控制測量,碎步測量,電力線測量及交樁放樣,道路的設計、初測、定測以及施工測量及放樣;同時可計算角度、距離、面積、周長等等,功能強大,操作方便;對于測量成果的導入導出支持多種格式,滿足用戶的各種需求,適用于測繪、市政、道橋、國土、石油、電力、水利、林業、礦山、地震、海洋測量、測量定向等等。
下面分別從野外數據采集、定向測量、點和直線放樣、道路放樣等幾個方面介紹一下F90 RTK在工程中的應用。
F90 RTK在控制測量以及野外數據采集(如地形測量、水域測量、管線測量、土地測量)中有著廣泛的運用,比傳統的測量儀器的測量,它有著省時省工且精度高等特點,在大范圍內進行數據采集以及山區進行測量優勢更加明顯。就拿地籍測量工作來說吧,應用GPS迸行地籍控制測量,不要求通視,這樣避免了常規地籍控制工作點位選取的局限條件,并且GPS網狀結構對GPS網精度的影響也甚小。正由于GPS具有布點靈活、全天候、速度快、精度高等優點,才使GPS技術在國內各省市的城鎮地籍控制測量中得以廣泛應用。
F90 RTK具有定向測量功能。基準方位邊大地方位角的解算精度是測繪保障最重要的一項技術指標,短邊方位測量是工程測量中經常性的工作。近年來隨著GPS定位技術的發展, 因GPS相對測量具有全天候、全天時、點間不需通視和定位定向精度高等優點,利用GPS定位技術來實施短邊方位測量已得到了廣泛的應用。GPS定向的基本原理是:首先利用GPS接收機測量出短邊兩點的大地坐標,然后使用大地方位角的計算公式,即可計算出兩點間的大地方位角。由于GPS測量具有相對定位精度高的特點,因此,在外界條件較好的情況下,對于100~300m的短邊來說,其方位邊的測量中誤差一般可以達到2~3″的測量精度。
F90 RTK具有點和直線放樣的功能。點和直線放樣是GPS在工程應用中的一個功能,放樣點、直線的時候可以在屏幕上看到南北向、東西向偏差以及到目標的距離,同時也可看到前進方向的左右提示偏差,前后提示偏差,上下提示偏差,并配有圖示、牽引線、點名、樁號,在離目標位置滿足限差要求的時候就會有放樣提示音;放樣直線的時候可以采用“到道路”、“到直線上的樁號”,“到直線上的樁號和偏移量”、 “到最近的拐點”等方法,支持實時自由加樁,把您的工作效率提高數倍。點和直線的放樣,廣泛的應用于各個工程實踐,港口的建設中的樁位確定、拋石船的定位,電力線架設中的線路的放樣等都用到了點和直線的放樣。
F90 RTK具有道路放樣的功能。道路中樁放樣通常采用釘設里程樁的方法來實現。常規測放中樁的方法是用全站儀測定距離和角度,利用鏡站指揮前視,通常經過幾次反復,才能將一個中樁標定在地面上,而且經常受環境及視線的限制,不得不采用支點等形式來標定中樁,既降低了工作效率,又降低了點位的精度。而隨著GPS定位技術的普及,使這一工作變得簡單易行。在放樣工作開始之前,首先需要進行點校正。將平均分布于測區的3個控制點的北京54坐標及WGS-84坐標輸入手簿(通常已知控制點只有北京54坐標,而沒有WGS-84坐標,測量時,可直接用GPS接收機采集控制點的WGS-84坐標,現場解算轉換參數,效果一樣),選定橢球,通過“點校正”過程求得轉換參數。點校正完成后,只需輸入道路的起始樁號、道路設計要素等信息,道路設計功能模塊會自動生成需要放樣的中線坐標,實際操作時我們可以利用軟件中道路放樣功能,把生成的逐樁坐標(放樣數據坐標文件也可以通過“TXT”、“DXF”、“CSV”等多種文件形式上傳到放樣任務中)放樣到地面上。我們的GPS手簿為WIN 版,操作簡單、明了。當選擇要放樣的中樁后,手簿屏幕上立即顯示當前位置及要放樣的中樁點位(屏幕中心位置),并提示應往什么方向走,走多遠,隨著人的移動,移動站會隨時解算所處的位置,并提示所在位置與中樁之間的差距。一旦就位,手簿顯示屏上中心位置會變紅顏色,響起“滴滴”的提示音,并顯示點位精度,在桿位打樁即可。
下面以工程應用中道路中樁放樣為例,從野外作業條件、作業速度和效率、作業精度等三個方面,對F90 RTK與全站儀在的表現進行比較。
全站儀測放中樁,是通過測取兩點之間的平距及方位角,從而確定點位。因此,要求兩點之間必須通視,并且視線良好。遇到視線遮擋時,須采用支點等形式測放中樁。霧天,地表蒸汽較大時,直接影響測量的精度與進度,這就要求日出而作,日落而息,自然條件在很大程度上限制了作業的進度。F90 RTK在測量時,由于是單點作業,因此受環境及人為因素影響較小,可以在霧天、雨天等惡劣天氣下工作,而全站儀則不行。
全站儀放樣時,是由測站指揮前點到相應的樁號去,往往需要幾次反復才能將點位定下來。測量過程中搬站、清除障礙物等工作會浪費很多時間。另外,測量時須大家配合作業,配合的熟練程度也會影響作業的速度。F90作業對區域內的站點之間不要求通視,移動站與基準站之間的聯系是建立在無線電波基礎上的,對移動站來講,儀器會引導你去相應樁號位置,如不合適,可自由調整樁號,無須交流,從而提高作業速度。因此,從某種意義上說,移動站越多,作業速度越快。
全站儀測放中樁時,由于受干擾因素較多,因此常采取一些輔助方法,如利用支點放樣,這樣放出的點位精度會比正常放出的點位精度低。當遇到長直線時常需要搬站,而搬站的誤差會累積到以后的點位中,從而影響整體測放精度。使用F90進行測量時,其點位精度是實時顯示的,且每一根道路中樁放樣過程一致,所測放的點位精度大致相同,不存在累積誤差,因此可以保證中樁點位精度的均勻性。
當然在個別點位,因天空受遮擋而無法接受衛星信號,不能用GPS進行放樣的情況下,可與全站儀配合作業。全站儀與GPS RTK測量系統將長期共存,互為補充。但F90 RTK比全站儀將更具優勢,有廣闊的應用前景。
信息標題:北京博飛RTK手簿軟件介紹及應用
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