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GPS 在规划测量中的应用

浏览139次 时间:2017年6月23日 09:09
庞田玉
(秦汉新城勘察测绘有限公司 陕西咸阳 712000)
【摘要】随着 GPS 技术的不断发展,其应用范围也更加的广
泛,尤其在城市规划测量过程中的应用,大大提高了城建质量和
效率。本文先对规划测量过程中的 GPS 技术应用,谈一下个人的
观点和认识,以供参考。
【关键词】GPS;RTK;规划测量
1GPS 在规划测量中的应用
1.1 控制测量
1.1.1 基础控制网测量
以秦汉新城为例,新城面积 350km2,其中布设的 D、E 级 GPS
点多达 700 余处。新城在关中平原地带,离渭河较近,由于河流
切割,呈现西高东低、北高南地的台阶式地形。就地物而言,其
主要以少许工业企业、村庄,果园、稻田,乡间道路组成。对于
该基础控制网而言,其东西跨度为 30km,高差只有 50m,没有特
殊的制高点,该种地形,如采用其常规手段布设三角网或导线网,
选点、观测困难非常的大,而且工作量较之于 GPS 网更大。较之
于常规的控制网,GPS 控制网具有以下特点或者应用优势。由于
GPS 网不要求通视,在点位选择时没有常规网严格,常规网需要的
是点间通视,因此在选点时以高处为宜;对于 GPS 网而言,其周
围不能遮挡,而且交通应当便利,通视需满足常规导线加密。针
对这些要素,在选点、埋石以及观测过程中,能够有效的节约劳
动成本,大大提高效率。值得一提的是,GPS 网在成果输出过程中,
能够提供点位的 WGS-84 坐标和城市坐标,为后期 RTK 测量提供坐
标转参数,在这一点上,常规三角网和导线网都无法实现。
1.1.2 加密控制网测量
在新征用地放线,建筑物放验线,建筑物验收、道路放线中,
基础控制网在位置上无法满足工程需要,并且在建设过程中,布
设的基础控制网破坏也相当严重,需要在基础控制网上进行控制
点加密,这项工作 RTK 技术得到很好的应用。
RTK Ⅰ、Ⅱ级导线测量有以下优点:GPS 静态相对定位,需进
行后期数据处理,在野外工作中存在往复现象,相对于 GPS 静态
测量,RTK 动态定位,能够实时解算点位的坐标,提高点位精度,
在完成 RTK 控制测量后,即可进行后面的测量工作;对于常规导
线加密,常规导线加密需要从已有一对控制点测至另一对控制点,
工作量随已有控制点的距离决定,且精度不均匀,精度随导线等
级和点位位置而定,而 RTK 导线测量在控制点控制范围内精度均
匀,也不用观测多余的点位,工作量少,而且效率非常的高。RTK
Ⅰ、Ⅱ级导线测量在方案选择上首选 CORS 系统,在无 CORS 系统
时,建议采用在控制点上架设基准站,采用静态控制报告中的设
置和坐标转化参数。这种方案相比二次采集控制点求取参数有三
个优势,具体如下:1、减弱由于二次采集和标石位移沉降等因素
引起的误差;2、避免高等级控制点部分破坏而产生的控制点选取
不均匀或错误;3、参数的计算在室内可以完成,降低劳动强度。
在新城测量中用 RTK 对基础控制点进行检查,较差全部满足规范
要求,部分数据如下:
点名 △X/m △Y/m △S/m 等级
D005 0.012 0.023 0.026 D 级
D017 0.017 0.014 0.022 D 级
E002 0.016 0.011 0.019 E 级
E152 0.003 0.018 0.018 E 级
E238 0.014 0.005 0.015 E 级
E355 0.022 0.009 0.024 E 级
1.2 用地红线放样
RTK 测量,除了在用地红线放样测量过程中,进行控制测量外,
还可直接进行点位放样,GPS RTK 点位放样较全站仪更直观,无需
像全站仪一样由仪器操作人员指挥司尺人员放样,而且提示也可
以是多样性的。如果红线能够满足 RTK 放样需求,则无需进行控
制点加密,直接进行红线放样即可。
通过对 2.1.1 节中的表格数据分析,点位相对于控制点中误
差为 23mm,放样点位精度按照相对于邻近控制点 30mm 计,在放样
过程中两点间距离误差为 42mm,按照《城市测量规范》(CJJ/T
8-2011)规定实测边长与条件边长较差的相对误差小于 1/2500,
反算 5cm 对应的边长是 125m,所以在小于 150 米的红线边,建议
采用 RTK 加密控制点后用全站仪进行放样。
1.3 建筑物验线
RTK 测量在建筑物放验线中,除了进行控制测量外,在建筑物
验线中也得到广泛应用。建筑物放线作为建筑物施工的依据,对
边长的要求较高,由于边长一般较小,根据上面所分析的数据来
看,RTK 不适宜进行建筑物放线。但是建筑物验线是验测建筑物外
墙角点满足城市规划主管部门出具的条件,按照极坐标法进行检
核,按照《城市测量规范》(CJJ/T 8-2011)规定校核坐标与条件
坐标计算的较差为小于 5cm,RTK 测量满足该条款规定,以下是对
某项目建筑物验线的部分数据(坐标省略)。
楼号 点名 △X/m △Y/m △S/m
32#楼
1 -0.003 -0.018 0.018
2 0.002 -0.008 0.008
3 -0.001 -0.011 0.011
47#楼
4 0.010 -0.019 0.021
5 0.003 -0.033 0.033
6 0.006 -0.014 0.016
上述 RTK 测量过程中,需利用网络或在 5km 范围内单基站架
设在基础控制点上,采用基础控制点成果提供的转换参数进行的
RTK 测量。其他 RTK 形式由于在中间环节会出现一些累计误差,在
精度上达不到以上要求。
1.4 地形数据采集
城市规划主管部门在规划和监督过程中,应当全面了解和把
握规划条件以及违法违建现象,利用 RTK 技术使地形数据采集以
高精度方式快速而又高效完成。实践中可以看到,该种零星的测
量与一般测量存在差异。比如,一般的零星测量不要求必须有统
一的坐标,即便是某个测量点位,也应当与当地坐标统一。常规
测量过程中,需进行控制点联测,而控制点联测的工作量往往比
数据采集工作量更大,效率低下。而 RTK 测量在一般地区因为无
需进行控制测量,或建筑区需要进行图根加密用全站仪测量,图
根加密应用 RTK,这有利于提高测量效率。
2 结束语
总而言之,随着 GPS 技术的不断创新和改进,无论是 GPS 静
态差分测量还是动态差分测量,均在城市规划管理过程中起到了
非常重要的作用,而且得以广泛应用。然而,由于规划测量自身
的特殊性,通常作为建设的条件或其他测量成果的检验者,因此
在测量手段上仍需进行多方验证。
参考文献:
[1]徐绍铨,张华海,杨志强,王泽明.GPS 测量原理及应用[M].
武汉大学出版社,2008.
[2]CJJ/T 8-2011.城市测量规[S].中国建筑工业出版社.
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