GPSRTK技术在水运工程中的点校正应注意的问题

GPSRTK技术在水运工程中的点校正应注意的问题

韩亚民

韩亚民(中交第二航务工程勘察设计院有限公司)

摘要：GPSRTK点校正是建立GPS接收机采集的WGS-84数据与地方坐标系统之间的关系的一种方法，在实际测量工程中往往是采用地方(局部)坐标系统，而GPS定位是直接得到点位在WGS-84中的坐标和高程，故进行GPSRTK技术测量时需要进行坐标转换或点校正，包括基准转换、投影、水平平差和垂直平差。水运工程一般呈狭长特点，其点校正也有其自身特点。本文首先对GPSRTK技术在水运工程运用中点校正的内容、误差、影响因素进行了系统分析，说明了狭长测区控制点分布对点校正的影响程度，并提出了减小影响的解决方法，然后通过具体工程实例，从水运工程中GPSRTK点校正过程中出现异常入手，结合所提出的解决方法对产生这些异常原因进行具体分析，提出了相应的应对措施，并对其具体实施办法展开讨论，为解决此类问题提供了一些思路。

关键词：GPSRTK水运工程点校正

0引言

1问题提出

GPSRTK点校正是建立GPS接收机采集的WGS-84坐标与地方格网坐标之间的数学转换关系。GPSRTK点校正的精度指标主要有两个，一个是水平残差，一个是垂直残差，当两个指标都满足要求时，GPSRTK点校正才能满足工程测量的要求，经过该点校正观测的WGS-84坐标计算出的格网坐标才能满足精度要求。一般工程做GPSRTK点校正时，应尽量增加水平控制点和高程控制点，并使其覆盖整个测区。GPSRTK点校正中平面要求至少3个已知平面点对应进行点校正，才能得到水平残差，高程至少要求4个已知高程点，对应进行GPSRTK点校正才能得到垂直残差。在进行完3个或3个以上平面点校正后，若最大水平残差小于0.05m，此平面点校正精度完全能够达到厘米级测量要求。同样在使用4个或4个以上高程点校正后，若最大垂直残差小于0.08m，则此高程点校正精度完全能够达到厘米级测量要求。垂直残差越小说明校正点零点越接近一个平面，既高程拟合面。只有高程拟合面与大地水准面重合时，点校正结果是正确，根据该点校正测得的高程才能满足测量要求。

2工程实例

在2006年江苏某夹江特大桥工程测量中，点位现场分布情况如图一所示，该成果为我院2004年1月工程测量资料，控制点JS1、JS2、JN1、JN2、Y229、GY29和GY30沿夹江两岸和夹江大桥上下游均匀分布，所有点均为E级GPS平面控制点且为四等水准高程。在点校正过程中，选起其中任意呈面状分布的四点进行组合，其中以JN1、JN2、GY29和GY30作为点校正的基点，其水平最大残差为0.006米，垂直最大残差为0.008米，满足要求；而以JS1、JS2、JN1和JN2作为点校正的基点，其水平最大残差为0.013米，垂直最大残差为0.001米，也满足要求，但采用该点校正成果检测其他控制点时，高程检测结果比较相差却较大，不满足工程要求。

利用测区附近国家水准点对GPSRTK点校正的高程重新进行联测。联测结果表明GY29高程有误，已知高程为7.541米，水准实测高程为7.054米，相差0.487米，利用GY29重新测得的高程，重新以JN1、JN2、GY29和GY30进行点校正，其水平最大残差为0.006米，垂直最大残差为0.001米，并检测其它点的坐标，其平面和高程均满足要求，高程检测结果见表2。

3问题剖析

针对上述工程出现的问题，经对现场控制点分布仔细分析，GY30、JN1和JN2位于夹江右侧大堤上，近似在一条直线上，GY29与这三点呈三角形分布，即使GY29高程有较大的粗差，GY29与GY30、JN1、JN2高程拟合零面还是位于同一平面上，即垂直最大残差满足要求，但这个高程拟合零面与大地水准面不重合，产生如图二所示的以GY30、JN1和JN2为轴线的倾斜，GY29高程粗差越大，高程拟合零面与大地水准面倾斜角越大，根据这个高程拟合面点校正结果测得的其他点高程粗差就越大，但位于以GY30、JN1和JN2为轴线的两端延长线（夹江右侧大堤上）方向高程点检测结果却是正确的（通过放样的方法），根本就检测不出这种情况。当垂直离轴线越远，GPSRTK测高异常现象越明显。

4解决问题的办法

由于水运工程由于狭长等特点，其点校正结果正确与否直接测量成果的可靠性，通过以上实例和分析，可以通过增加高程点或重新水准联测的办法提高控制点的自身相对精度，同时在点校正过程中，避免选择三个或三个以上在一条直线上的控制点作为点校正的基准点，得到较高精度的校正参数，保证测量成果的可靠性。

参考文献：

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