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对中杆的精度是多少

时间:2012-11-28浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

对中杆的精度一般是0.05 MM左右。其精度跟对中杆本身精度,夹持对中杆的主轴的回转精度,主轴转速是否稳定,工件接触面的粗糙度等因素有关。

基于徕卡SR530的动态GPS精度分析

随着科技的不断发展,GPS在测量中的应用范围也越来越广。从GPS常规静态方式用于大地控制网,快速静态方式用于工程测量、地形测量、地籍测量的控制网建立及加密,到准动态、动态的出现,特别是随着RTK(Real Time Kinematic)实时动态技术的应用,给传统测量带来了革命性的变化,不但可以简化常规控制测量,而且甚至不需控制点就可直接测量和定点放样。

虽然RTK测量有着无与伦比的快捷和方便,实践证明精度上也能满足控制测量的要求,但与静态相比,精度上还有一定差距,且也存在着缺少检核、可靠性不高的缺点。

那么有哪些因素影响RTK测点的精度和可靠性,如何来提高RTK测点精度和可靠性呢?本文以Leica(徕卡)SR530的实际应用为例,作一分析和介绍。

影响RTK测点精度和可靠性的因素

GPS测量定位的误差主要来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备等。

与GPS卫星有关的误差有星历误差、卫星钟差、相对论效应;与传播途径有关的误差有电离层误差、对流层误差、多路径效应;与接收设备有关的误差有接收机钟差、天线相位中心位置的偏差、接收机不同通道间的延迟误差;其他还有地球自转、地球潮汐、软件模型误差等。

上述误差在GPS-RTK测量时,绝大部分已通过作业方式、软件处理、接收机改进等消除、削弱,但还有一部分影响是无法完全消除的。另外,由于RTK作业方式特殊,有特有的误差影响;同时RTK作业实时快速,但缺少必要的检核条件,所以测量成果也存在着不可靠性。这些影响因素主要有:

1、转换参数的影响

由响GPS测量采用WGS-84坐标系统,而我国目前所采用的坐标系统为1954北京坐标系(或1980国家大地坐标系、地方坐标系统等),高程基准为1956年青岛黄海高程系(或1985国家高程基准),所以GPS-RTK测量时必须先求转换参数,以便将WGS-84坐标转到地方坐标(或1954北京坐标系、1980国家大地坐标系等,下同)。转换参数的求解是RTK测量的基础,转换参数的精确程度是影响RTK测量精度的关键因素。

转换参数的求解又受以下因素的影响:

(1)转换控制点选择

转换控制点,即求解转换参数时所选择的同时具有WGS-84坐标和地方坐标的同名控制点。同一测区,选择不同位置分布、不同精度的转换控制点,转换参数就会不同。

(2)WGS-84坐标的获取方式

转换控制点的WGS-84坐标,可以用静态方式测量并严密平差统一求出,还可以先在基准站用导航或者单点定位的方式测出基准站的WGS-84坐标,然后用流动站测出转换控制点的WGS-84坐标。不同方式获取的WGS-84坐标对转换参数和RTK测量精度产生不同的结果。

RTK测量时,基准站的WGS-84坐标必须与转换参数求解时的WGS-84坐标的获取相一致,否则,就会产生系统误差,获得的成果整体出错。

(3)转换参数的确定

转换参数的求解方法有一步法和经典Helmert法等。一步法是平面位置二维转换加高程内插,直接将WGS-84坐标转换到地方坐标,简单方便,能满足距离较近(一般5至7公里以内)和控制资料有限时测量要求;而经典Helmert法是三维转换,将坐标从WGS-84基准转换到地方椭球上,应用地图投影得到格网坐标,方法严密,能保持GPS观测值完全均匀,满足不同距离的需要,但必须有椭球和地方地图投影的信息。

2、测量作业的控制区域

测量作业范围受转换控制点的约束。一般应在转换控制点的控制圆区域内作业,超过这个范围,测量精度就大受影响。

3、卫星信号的影响

GPS是通过卫星来定位的,卫星信号的接收是GPS定位的基础。GPS测量要求基准站和流动站的天线能同时接收到相同的五颗或五颗以上的卫星信号,才能保证正确解算。由于卫星分布随着时间的变化而变化,不同时段卫星数量和位置都不同。在卫星数量较多和位置图形较佳时,天线接收的信号较好,初始化时间就短,精度较好;反之,在卫星数量较小和位置较差时,虽然天空中有五颗甚至五颗以上的卫星,但因为基准站和流动站没有能同时接收到足够的卫星信号,使初始化时间很长,测量精度很差,甚至不能解算出固定解。

同时,由于基准站或流动站选择的位置不当,还会产生部分卫星信号被高楼等建筑阻挡,出现卫星数量不足;或卫星信号被周围物体反射再接收而产生“多路径效应”,使测量出现错误。

另外,卫星信号还会由于电离层、对流层影响,其它莫名的遮蔽、中断等原因而产生失锁和整体移位、数据出错等“纳伪”现象。

4、RTK基准站数据链传输的影响

因为RTK测量时要求基准站GPS接收机实时地把观测数据和基准站已知数据通过无线电发射传输给流动站GPS接收机,所以无线电信号的传输在RTK测量中至关重要。

但无线电的数据链信号在传输时容易被高楼、山峰等阻挡,也可能被其他电磁波干扰或出现信号异常,所以对RTK流动站的电台接收RTK测量的可靠性影响很大。

5、流动站方式的影响

流动站方式一般有对中杆和三脚架两种。使用对中杆方便实用,但天线不固定,精度起伏大;使用三脚架稍繁琐,但精度稳定。

6、电源的影响

无论是GPS接收机还是发射无线电的电源,如果电量不足,不但影响卫星信号和无线电数据的接收,产生不可靠的坐标数据,甚至可能无法开展RTK测量。

提高RTK测点的精度和可靠性的措施

1、转换参数的合理求解

提高RTK测点的精度,转换参数的求解十分关键。

(1)一般转换参数求解时,尽量用高等级的控制点作为转换控制点,且转换控制点尽量分布均匀、包含整个测区。如果待测区域没有足够的转换控制点,最好先布设转换控制点和以后待设基准站点,用静态方式一起测量,平差求出所需的WGS-84坐标和地方坐标。

(2)对于待测区域较小(25平方公里以内)、转换控制点较小且没有WGS-84坐标的作业区,可以用导航或者用单点定位的方式测出基准站的WGS-84坐标,然后用RTK的方式测出转换控制点的WGS-84坐标,在输入相应的地方坐标后,直接用一步法求出转换参数;对于待测区域较大(25平方公里至50平方公里)、转换控制点较多且没有WGS-84坐标的作业区,可以用单点定位和一步法求出转换参数;对于待测区域很大(50平方公里以上)或者待测区域转换控制点较多且有WGS-84坐标和地方地图投影信息的作业区,可采用经典Helmert法。

(3)转换参数求解后,必须对它进行检核。可以在转换控制点和其它控制点上用RTK方式测点,比较精度,一方面检核转换参数,另一方面也检核原控制点精度,并将精度好、分布均匀的控制点再作为转换控制点,重新求解转换参数。经多次比较后,确定最佳的转换参数。

2、基准站的选择

由于需要接收足够的卫星信号和发射RTK无线电数据链,基准站上空应无大面积遮蔽和影响数据链通讯的无线电干扰,并避免多路径效应,因此,RTK基准站点位应选择在视野开阔的建筑物楼项或地势较高处,必须避开电视、电台发射塔、微波站、飞机场、高压线和大面积的水域等。

实践表明,一个地区经常使用的RTK流动站,最好做成强制归心礅,并做好电台发射天线的辅助竿和仪器安放箱,不但方便RTK作业,同时也便于利用原有转换参数和坐标成果,不需仪器对中,提高RTK精度。

3、流动站方式的选择

除了地形地貌测量和放样外,对控制点和其它可选择位置的待测点,流动站应与基准站一样,选择合适的位置,避免卫星信号和数据链通讯的影响及多路径效应的产生。

另外,若是控制点的测量,尽量使用三脚架,或者是带支架的对中杆;若是普通测量使用对中杆时,尽量使气泡对中,精度稳定。

4、作业时段的选择

为使RTK作业时能接收到足够多的卫星信号,在每次作业前,先查看卫星的数量和位置情况,选最佳的时段进行RTK作业。同时,为减小电离层、对流层影响,应避开下午14时左右的时段。

5、电源的供应

每次RTK测量前,都需将GPS接收机和发射无线电的电源充足,保证RTK作业的顺利进行。如果是固定的基准站电台,还可以用交直流转换稳压器代替汽车电瓶,不但省去电量不足的担犹,而且省去了充电和搬运的麻烦。

6、多基准测量

为保证RTK测量精度的可靠,在同一地区,可以建立多个固定的基准站点,并统一求解转换参数和基准站点的WGS-84坐标。在RTK测量过程中,对同一待测点,用不同基准站点分别测量坐标,在限差范围内求均值。有条件的单位或地区,即具有多套相同型号GPS-RTK仪器的单位或地区,可分别同时在多个基准站点架基准站,同一台流动站只需改变每个基准站发射电台的频道,就可分别测出对应不同基准站的同一点的坐标,不但起检验的作用,而用能提高RTK精度。

7、不同时段测量

对于缺少其他检验条件的待测点,还可以用同一基准站在不同时段(如隔几天)测量,若结果不同,则必有一个是错误的,需再次测量;若结果在限差范围内,则说明测量值正确,可取中数。

8、测前测后的控制点检验

为保证RTK测量的可靠性,建议在每个基准站点附近设立几个检验控制点,每次RTK作业前,在架好基准站并流动站初始化后,就测试检验控制点,以判断卫星信号的正常情况和仪器的操作是否正确;在每次RTK后,也需测试检验控制点,再次检测卫星信号的正常情况,来判断前面所测点位的可靠性。有条件的话,在作业中,检测一下附近控制点,可随时判断卫星信号的正常情况。

特别注意,在同一地区若有相同型号的GPS接收机,如果转换参数不同(一般情况下各单位的转换参数是不同的),容易发生在公共频道(或相同频道)接收了其他单位参考站发出的数据链而导致测量数据错误。因此,有必要对本单位的GPS接收机设置特殊的识别码以防止或减小接收错误的数据链,同时加强对控制点或相关地物点的检测判断。

GPS-RTK技术给测量工作带来了极大的便利,突破了传统测量控制点的界限。但GPS-RTK测量的可靠性差,稍有不慎,给整个工程带来返工,甚至不可挽回的损失。GPS-RTK测量必须提高可靠性,可靠性比精度更重要。

只要多检验,多比较,特别是原有控制点的比较检验,就能提高可靠性。在可靠性保证的情况下,再提高TRK的精度。

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