文档介绍：利用RTK测定建筑物墙角点方法研究
贵州有色金属和核工业地质勘查局一总队
潘朝勇
摘要:利用GPS RTK方法测定建筑物墙角点坐标时,由于建筑物的遮挡,很难获得点位的固定解。介绍了一种基于GPS-RTK测定建筑物垂直墙角点坐标的新方法,即垂直外伸法。通过实地采样,借助建立的计算公式,对测定结果进行计算改化及比较,证明该方法测定结果的精度可以满足相应规范的要求,具有一定实用性。
关键词:GPS-RTK;建筑物墙角点;垂直外伸法;支距;支角
基于RTK模式下的GPS测量定位技术,以实时定位、施测灵活和高效率等优点被广泛应用于地形测绘、地籍测量、工程测量和土地利用规划等工程建设中,深受广大测量工作者的欢迎。然而在应用GPS RTK测量定位方法测定房屋等建筑物墙角点时却遇到了较大的困难。一是由于建筑物本身的遮挡而使移动站接收机天线不能同时接收到4颗(或4颗以上)GPS卫星的信号,也就无法实时地测定和计算出房屋等建筑物墙角点坐标,或者其解算精度很差远远满足不了相应规范或工程建设的要求;二是由于移动站接收机天线都具有一定尺寸的几何外形,从而使之与建筑物的墙角点无法完全贴近,致使测定结果产生较大的误差。以上两个原因严重地影响了GPS RTK在地形图测绘、地籍测量等工程建设中的广泛应用。作者依据实际应用经验并参考相关资料,验证了一种利用GPS-RTK测定房屋等建筑物垂直墙角点坐标的方法,即垂直外伸法,并推导出计算房屋等建筑物垂直墙角点坐标的计算公式。通过实际布网进行施测,并对测定结果进行计算、比较和分析,证明该方法在实际应用中是完全可行的,计算公式是正确的,而且其测定结果的精度能够满足相应规范和工程建设的要求。
垂直外伸法的原理及其计算公式
实际测量中所遇到建筑物(包括各种房屋、围墙等)的墙角点,绝大多数都是相互垂直的(呈90°角)。垂直外伸法即是基于建筑物的墙角点为直角的情况下利用GPS RTK测定建筑物垂直墙角点平面坐标的一种方法。
垂直外伸法的原理如图1所示,为了测定建筑物的垂直墙角点的坐标,可以利用一条较长的花杆(或其它直杆)分别保持与两相互垂直的墙表面贴近并外伸出两点E和H,使RTK移动站接收机天线杆保持与花杆垂直并立于地面上,并分别在两点E和H处进行施测。此时由于立在E点和H点的移动站接收机天线已经离开建筑物墙体有一定距离
(其外伸出距离S,和S:的长短视建筑物的高低及其周围环境等因素而定),所以可以接收到4颗或4颗以上GPS卫星的信号。
图1 垂直外伸法示意图
在这里,E点对应墙体外伸出的距离SA称为上支距,H点对应墙体外伸出的距离SB称为下支距,F角称为支角。另外应注意:此处建筑物的墙角点D、上支点E和下支点H应该按顺时针方向排列。
现假设利用RTK测定E点和H点的平面坐标分别为:(xE、yE)和(xH、yH)。利用E、H两点的坐标计算建筑物垂直墙角点坐标的公式。
当建筑物及其周围环境允许时,应该使上支距和下支距
严格相等,即SA=SB。
则有:
(1)
式中:
,,,
当建筑物及其周围环境不允许时(例如当建筑物周围有一些障碍物或者E、H点为悬崖无法到达等)上支距和下支距无法相等,即SA≠SB,此时应该严格测量获得其中一个长度即可。
(2)
式中:,,,的计算公式同上,而F角的计算公式为:
当上支距S