GPS-RTK放样输电杆塔桩位误差分析与控制李晓松

GPS-RTK放样输电杆塔桩位误差分析与控制李晓松

(云南瑞滇电力工程设计有限公司650000)

摘要:GPS-RTK放样在工程中是较为普遍的应用,无论在沟渠施工、道路设计还是电力施工方面均有应用。本文从多个角度分析GPS-RTK放样输电杆塔桩位误差存在的可能原因和误差存在的诸多因素,提出了缩小误差消除误差超限问题。

关键词:数字技术;放样;GPS-RTK;GPS;误差

随着GPS-RTK技术的不断发展,施工放样精度不断提高,要想不断提高施工放样精度,必须分析误差存在的主要因素,并从各种因素出发控制误差在允许的范围内。

1.GPS-RTK测量的误差主要因素

1.1卫星方面存在的误差及分析

卫星存在的误差无法判定偏大还是偏小,只能控制在一定的误差范围内,工作原理如图1所示。为了达到更高的精确度,往往采用更多的卫星对GPS进行更精确的卫星定位,然而,无论采用哪种先进的方法,例如采用独立轨道和轨道松弛法,保证轨道的实时定位,亦或者在平差的过程中,把卫星轨道作为初始值设为未知数,并求出测点坐标和轨道正数,诸如这些方法,均只能在一定程度上建校误差,却不能完全消除误差。

图1GPS-RTK工作原理示意图

除了这些误差外,还有卫星钟差,卫星信号传输几乎以光速每秒30万公里的速度进行传输信息,但是实际过程中未考虑到卫星钟表和接收机自身钟表的时间一致性,因此,时间的误差以及接受信号时间的误差在系统内部成为了误差。

1.2机器的误差以及分析

机器毕竟是机器,机器本身制作中就允许存在一定的误差,就像世界上没有完全相同的两片树叶一样,机器的误差也是存在差距的,机器是为了在一定误差范围内反应测量的情况,无法真正的反应实际数值,只能确定测量的误差范围,确保测量精度。为了缩小误差,确保精确度,除了日常的维护保养要做到位外,还要定期进行检测校验。

1.3环境的误差以及分析

GPS卫星信号传输通过地球大气层以及电离层,其路径不以人的意志而变化,无法控制电离层干扰的情况,这种影响往往随着播路径线与地平线夹角的增大而减小。

1.4操作人员的误差以及分析

操作人员的误差也是误差产生的一个主要因素,不同的操作人员在操作机器的时候,不同的流程,不同的计算方式,不同的记录方式,不同的桩位,测量放样的结果存在一定的误差。

1.5环境产生的误差以及分析

由于GPS使用的是信号,受到环境大型工厂施工、电弧影响、铁架子、电线、天气变化等多方面的影响,也会产生一定的误差,有的时候这些误差是致命的,需要特别注意。

1.6其他方面的因素

除了以上方面的误差外,还有一些误差,都需要进行注意,例如测量放样结果需要进行闭合校验误差,如果不进行闭合测算误差范围,有可能出现误差不断放大的可能性,给施工造成无法挽回的损失。

2.GPS-RTK放样输电杆塔桩位放样误差分析

以一组输电杆塔桩位放样为例,对误差点位中误差分析,如表1所示。

通过分析得出均小于点位误差均小于5cm,满足放样精度要求。

3.GPS-RTK测量放样误差控制

3.1转换参数的合理求解

通过选取不同的参数,找到更加合理的参数,减小误差。

3.2基准站的选择

选择更加稳定准确的基准站,缩小误差范围。

3.3作业时段选择

选择适合测量放样的时间段进行作业。

3.4电源供应

3.5多基准测量

通过多个基准进行复测,达到缩小误差。

3.6测量前后的控制点检验

测量前后要对控制点进行校验,保证精度满足要求。

4.结束语

由于RTK具有观测时间短、精度高、无须通视等优点,使用GPS-RTK进行平面定位较之使用常规方法放样简单、方便、可靠和快捷,同时也极大地提高了工作效率,减少了野外作业的时间。因此,GPS在工程放样测量中越来越受到用户们的欢迎,使用也越来越广泛。在使用的工程中需要注意,仪器本身的精度-目前各品牌GPS的RTK标称精度多数都是平面10mm+1ppm,高程20mm+1ppm,以平面为例,这个参数是指仪器本身有10mm的固定误差,再加上1ppm的比例误差;坐标系转换导致的精度损失-GPS测得的是WGS84坐标,该坐标需要经过投影、转换才能变成施工中使用的地方坐标系,这个转换过程受投影变形、施测精度、区域地形等的影响必然会有精度损失;人为操作导致的误差-放样时气泡是否居中,下桩时桩子中心有没有对准放样点也会影响精度;如果是网络RTK方式作业,其精度又受CORS网的精度限制了,一般情况下会比电台作业方式的精度更低,但特点是作业区域大,不需要自己求转换参数。为了达到精确度需要进行转换参数的合理求解、基准站的选择、作业时段选择、电源供应、多基准测量以及测前测后的控制点检验等工作,以便控制误差。

参考文献:

[1]喻婷.浅谈水文测量中的GPS-RTK测量技术及应用[J].民营科技.2016(10)

[2]吴巍,刘梅群.解析水文测量中GPSRTK测量技术应用[J].低碳世界.2015(34)

[3]单文明,童家玉.水文测量工作出现误差问题及解决措施[J].中国新技术新产品.2015(20)

[4]张述静.水文测量工作出现误差问题及解决措施[J].黑龙江水利科技.2014(12)

[5]刘颖,张成龙,李迎春.水文测量误差的成因及对策[J].产业与科技论坛.2012(17)

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