胡彦凯
东方地球物理公司装备服务处华北作业部,河北任丘 062552
一、引 言
RTK测量是物探作业的首要工作,就是把设计好的物理点放样到实地,其中确保精度是前提,直接关系到施工质量和进度,保证不了测量进度和质量,就会造成巨大的损失;保证施工测量的精度就必须加强检核。虽然GNSS接收机的初始化置信度达到99.99%甚至更高,但是由于受卫星状况、外界条件和观测环境的影响,将会影响测量成果的精度,所以必须进行有效的检核。 RTK测量作业多是收工后由内业下载数据后运用处理软件进行检查,如何在作业现场由测量员实时完成可靠的检核,是我们将要探讨的课题。
二、问题的提出
根据 RTK工作原理,所有测量工作者充分认识到参考站在常规RTK测量中的重要性,通过加强站点选址、采用大功率数传电台、使用中继站进行信号传递等保证数据链传输。但作业环境复杂,各种无线电磁干扰严重,因此在测量生产过程中,因人为因素、地形限制、外界干扰,使参考站信息不完整开工检核无效、仪器初始化错误、人为因素导致的测量成果无效,既浪费成本,又影响施工进度贻误生产,甚至引发质量事故,就必须要返工补测,;针对这一普遍存在的问题,作者根据多年的野外一线施工经验,总结了一套完整的现场操作方法来验证常规RTK测量基站信息及检核的可靠性,从而提高野外数据采集合格率。
三. 问题分析
根据多年的工作经验,总结RTK测量检核常见的问题有主要一下几个方面:
1、参考站信息错误
2、仪器初始化错误
3、人为造成的错误
4、已知点位置和成果的完整性
通过收集不同工区因基站信息错误导致检核无效的的资料,概况为以下几个方面:
1.1 坐标系统错误
(1)坐标系统参数人为录入错误;
(2)选用了错误的坐标系统,或转换、椭球及投影子集错误;
1.2控制点错误
(1)控制点成果输入错误;
(2)天线高量取方式、量取、输入错误;
2.1基站初始化错误
基站主机没有收到足够的卫星,或初始化错误导致发射的数据错误;如下图坐标及高程错误;
图1
3.1基站主机设置及操作员不按程序操作导致错误
(1)仪器配置选错天线类型(三角架或观测墩);天线高量取方式错误(垂直高或斜高量取);
(2)基站工作期间更换电池、电瓶没按程序操作,导致基站天线高归0错误;
(3)动态后处理作业,发射的基站坐标是静态采集的当前坐标;
3.2流动站操作员选用错误的基站
(1)同一或相邻工区有多个基站时,选错基站或基站距离超限;
(2)相邻工区或因工区交叉重叠作业时(不是一个卫星定位控制网),各基站波特率及频率设置一致,没加测站索引,流动站收到了信号强的非本工区基站没有验证导致返工;
(3)基站无索引,有其它同型号仪器在附近同频作业时,因接收到数据链强的错误基站而导致返工;
(4)流动站正常施工中发现新建基站时人为进行切换导致收到的错误基站;
3.3基站信息不完整致使开工检核无效的返工最为突出
(1)检核或使用新的参考站时,检核点、物理点无基站信息:
从原始数据看出17分50秒前收到的基站点号错误, 01点提不出参考站信息,直到17分50秒后基站信息才完整,所以02点才是正确的检核点,01点无效;
(4)在卫星遮挡严重或数据链薄弱的环境下,手薄显示固定解但记录的点位经处理是浮动解或历元不够;
3.4检核时选错文件或检核点超限导致
4已知点遭到破坏位置移动、标识残缺导致检核错误;以及已知点成果错误致使检核错误。
5、已知点原因:包括要检核的控制点基石被人为移动,物理已知点遭破坏后重新恢复标识,造成坐标和高程成果变动,产生的检核误差或超限;要检核的控制点及已知点成果错误,致使检核超限等。
四、方案与措施
因此我们在某山地三维项目中,考虑到高大山体对卫星及数据链遮挡严重,信号盲区多,为杜绝上述问题,通过统计发现:发生该现象多数是没有现场验证基站信息造成的,因此有针对性地进行了试验:
用六台GS10流动站在距离基站11.52公里的驻地进行试验,要求前5台流动站获得固定解后,查看基站信息完整后再进行检核;而3660仪器获得固定解后不验证基站信息直接开始检核;结果现场验证基站信息的前5台仪器基站信息完整,接收的基站时间与检核点时间正确检核有效,只有3660仪器基站、检核点时间错误而检核无效。其中5台仪器之一的3694仪器原始数据截图:
图5
因此依据充分的试验有力的论证,制定了相应的预案:
4.1 确保上装的坐标系统正确:
(1)开工前,内业互检后再将工区坐标系统、控制点成果进行数据上装并核对;
(2)清除仪器内存上残留的其他工区坐标系统及子集;
4.2 确保控制点成果正确:
(1)给每个操作员发放一份坐标系统及成果表,实时验证基站信息;
(2)严格天线高量取方式,测前测后两次量取,做到参考站自检、流动站复查的互检方式,杜绝参考站天线高错误;
4.3确保基站配置集及发射数据正确:
(1)严格基站主机设置并有专人检查核对,使用厂家配套的三脚架及量高尺;
(2)固定基站操作员,严格按规范操作,确保基站主机捕获到足够的卫星,保证初始化正确;
(3)为工区内不同的基站设置不同的频率及测站索引,消除同频干扰;
(4)基站每日开机时先不连接电台数据线避免开机时瞬间发射上次设站的数据;基站操作员验证基站数据正确后,再连接数据线并通知流动站检查确认,做到自查互检的互补;
4.4 流动站设置正确并验证使用的基站
(1)使用统一的配置集及测量参数并专人检查核对,每日开工或切换基站时必须进行电台设置确保收到的基站正确:
(2)流动站操作员得到固定解后,必须验证基站信息,如基站信息错误应重新获得固定解后再次查看;正确的基站信息如下图
图6
(3)正常放样收到新建及异常的参考站时,不要切换并再次确认接收的基站是否正确;
五、 结束语
物探测量是在收工回驻地后,由计算员通过数据处理软件,才能发现因参考站信息不完整导致检核无效致使当天测量数据不合格的返工现象,首先要强化质量培训提高人员责任心外,通过确保坐标系统、控制点成果、仪器参数的正确,将传统的室内数据处理转化为现场检验法:施工现场验证基站信息完整,经已知点复测对比确保检核的有效性,彻底杜绝了因基站信息检核无效引发的返工补测现象。确保开工检核有效,提高了数据采集合格率;
参 考 文 献
[1]李秀山 等SY/T5171-2011陆上石油物探测量规范.石油工业出版社,2011 年11月北京第一版
胡彦凯* 1968年出生,高级技师,东方地球物理勘探公司技能专家 1987年毕业于渤海石油职业技术学院,现从事物探测量技术工作.