1 引言
GPS RTK测量技术在铁路勘测中得到普遍应用,尤其在铁路初、定测的地形测量、控制工点测量、断面测量、中线测量等工序中成为主要的勘测手段,但是在GPS RTK测量作业过程中质量问题仍会时有发生,严重的会引起较大的勘测和设计的返工,造成直接和间接的经济损失。本文对GPSRTK中线测量过程中易出现的坐标转换、天线高、点位误差超限等质量问题典型案例进行了分析,提出了质量控制的重点内容、方法,并针对Leica、Trimble、Ashtech等三种常用GPS接收机的外业测量限差控制方法、内业质量检查控制方法进行了具体介绍。
2 GPS RTK中线测量中常见的质量案例
2.1坐标转换错误或残差超限
某铁路勘测中,由于用于RTK高程转换的水准点高程有误不兼容,在未查明不兼容原因的情况下,使用了错误的水准点高程进行高程转换后进行RTK测量,使高程转换呈斜面,且未按要求进行现场检核,在施工时发现十几公里纵断面高程与地面严重不符,与实际地面相差在-1.2至1.2m之间,造成桥梁净空不足,发生设计变更。
2.2天线高输错
由于RTK天线高输入错误,且未按要求进行现场检核,导致某段中线测量错误,施工单位复测地面高程时发现,与实际地面高程相差0.8m,造成重新测量和设计修改。
2.3 测量精度低、点位误差超限
如某线RTK中线测量中没有对点位误差限差进行设置,在观测条件不好(有树、房子)的中线点上出现超限严重的情况,较大的410300中桩高程中误差达5.2 m,造成中桩测量多处错误,且内业并没有进行复核,造成多处返工。导出的测量数据见下表。
中线测量数据案例
2.4 偏离放样桩号测量或桩号错误
从原始数据中发现在RTK测量时出现偏离放样桩号较远测量的现象,有的甚至达到几米、十几米,原因是桩号上RTK信号不佳,在目估偏离位置与加桩位置高程相当,此种情况不符合规范要求,目估误差不能保证测量精度,在RTK测量中禁止出现此类情况,在不能使用RTK加桩的位置,应使用全站仪等常规手段进行补充测量。
现场输入点号(桩号)里程错误,在内业复核不到位,在提供桩号表时产生错误的现象也时有发生。
3 GPS RTK中线测量质量控制重点内容和方法
3.1 坐标转换及道路设计
严格按照有关规范中坐标转换及残差限差要求进行,坐标转换前对控制点成果的坐标系统、来源、精度等进行核查,注意在不同阶段如定测和补定测时,在相同的段落要使用相同的转换集进行勘测。
道路设计应与线路设计提供的逐桩坐标进行复核无误后方可进行外业勘测。
3.2 天线高
在作业过程中要仔细检查并确认天线类型、量高方式、天线高的正确,基准站、流动站天线高在外业测量时如有变化要在记录簿中记录,并进行内业复核。基准站天线高输错后,进行内业修改后重新计算RTK成果,并需要进行外业再次检核无误后提交成果。
3.3 外业测量限差控制
铁路勘测中线测量质量控制一般按下表的要求进行。
GPS RTK测量具体技术质量要求表
现对目前经常使用的Leica、Trimble、Ashtech三种仪器的外业测量质量控制具体设置方法进行介绍如下:
3.3.1 Leica GPS
在测量手簿中的设置操作步骤如下:
5配置-1测量-4质量控制设置-CQ控制(见图3.3-1)
图3.3-1 Leica GPS CQ设置
也可在测量或管理菜单选项中的配置集里进行快速查看和修改。
3.3.2 Trimble GPS
在测量手簿中的设置操作步骤如下:
配置-测量形式-RTK-地形点(见图3.3-2)
图3.3-2 Trimble GPS QC设置1
图3.3-3 TrimbleGPS QC设置2
图3.3-4 TrimbleGPS QC设置3
也可在测量-RTK菜单相关选项中进行查看和修改。还可对已观测控制点、快速点、连续点的限差进行设置。
3.3.3 Ashtech GPS
进入FAST Survey测量软件后,按照路径点击“设备---8限差”,我们就可以看到见图3.3-5所示的界面,在此界面中按测量限差要求对测量点位时的水平及垂直中误差以及放样限差进行设定。
图3.3-5 AshtechGPS QC误差设置
3.4外业测量
外业测量时需要严格进行已知点检核制度,可以有效防止粗差的出现,并在外业记录簿中记录检核结果,严禁在遮挡严重、信号不佳等不符合RTK作业条件或不能满足RTK测量精度的情况下进行RTK测量,严禁在桩号偏离位置代替中线位置进行测量。对RTK不能测量的地段,在RTK记录簿中注明,并及时安排使用全站仪进行补充测量。
外业测量中可通过增加测量次数,或重复测量来提高可靠性。
3.5内业质量检查控制
内业对测量数据进行复核检查,除对桩号、放样差等复核外,还应对测量精度进行检查,对超过中桩限差0.1m,即高程中误差0.05m,控制桩限差0.05m,即高程中误差0.025m要求的点进行重测或用全站仪进行补测量。检查方法如下:
3.5.1 Leica GPS
在LGO中导入数据后直接查看平面和高程精度,并可排序,也可将数据导出成.xls.或scv表格形式排序查看,在LGO中查看见图3.5-1,在标题行点右键可定制显示“平面精度”、“高程精度”选项,即可查看检查点位质量。
图3.5-1 LGO质量检查
3.5.2 Trimble GPS
在TGO中点击RTK测量基线或测量点,即可查看其测量精度,见图3.5-2。
图3.5-2 TGO质量检查
也可统一检查外业测量数据,通过设计输出资料格式定制。方法为:[导出]-[自定义标签]-[新建格式],输入名称等,[导出从]选择“放样道路点细节”,在格式标题、格式体、格式注脚各栏中弹鼠标右键从提供的域代码列表中选择需要的输出格式。另外,再选择[导出从]“QC报告”中,在格式标题、格式体、格式注脚各栏中弹鼠标右键从提供的域代码列表中选择增加“水平精度”、“垂直精度”的输出格式,定制精度检查报告见图3.5-3。即可导出.csv格式定制数据,对RTK测量成果的精度进行查看复核,对超限的重测或用全站仪进行补测量。
图3.5-3 定制检查报告
3.5.3 Ashtech GPS
进入 F文件―7 导入/导出后,点击导出Ascii文件,见图3.5-4。
图3.5-4 文件导出
“输出点说明”、“输出属性”前面的对钩都要选上,选上了之后输出的文件就包测点的全面信息,其中包括水平及垂直中误差,见图3.5-5中的F、G列,内业对RTK测量成果的精度进行查看复核,对超限的重测或用全站仪进行补测量。
图3.5-5 导出的数据
3.5.4 其它相关检查
同大比例尺地形图或DEM进行对比检查。检查是否存在高程粗差、里程粗差,对存在粗差的点进行分析,不能确定原因的进行外业补测
对于特殊重点交叉、控制重大方案工程的测量成果,当作中检和验收前实测检查的内容,采用全站仪对RTK测量成果进行实测检查,以确保测量质量。
4 结束语
通过对铁路勘测中GPS RTK中线测量易发质量问题案例的分析,较为全面地总结了GPSRTK中线测量质量控制的重点内容和方法,提出了有针对性和实际操作性的外、内业质量控制方法,对铁路勘测中GPS RTK测量作业的质量控制具有较强的指导意义和实用价值。