TGO在RTK放样成果检核中的应用

贾克永

(中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院,山东济南 250022)

应用RTK(Real-Time Kinematic)进行放样已是当今工程测量工作中采取的最主要放样方式。RTK能够实时地提供测站点在指定坐标系中的平面和高程定位结果,并能达到厘米级精度,一改传统的经纬仪、全站仪等常规作业模式,仅需把设计点位坐标输入到RTK设备中,根据提示便能迅速放样点位,精度均匀,作业效率较常规方式有极大地提高。随着双星系统(GPS/GLONASS),CORS等新设备、新技术的出现,RTK在成果质量、精度和效率方面又有了较大程度的提升。

在实际放样工作中,常遇到如甲方只给一套参数和1～2个供检核的控制点,或仅给了若干个未覆盖测区的控制点等情况。于是不免会有“校正参数应用于测区的最终效果如何”,“放样成果质量如何”,“放样点的点位和设计值偏差大小如何”等疑问。由于放样工作的特殊性,对待放样成果质量必须从严,否则将很有可能带来巨大的人力、物力损失。因此,对待放样工作不仅需要高度的责任心,也要从技术角度入手,采取多种方法和手段，最大限度地保证成果的可靠性。

1 TGO数据检核比对思路

TGO(Trimble Geomatics Office)软件是美国Trimble导航有限公司推出的用于GPS静态和动态测量数据处理的著名商业软件,在我国有着广泛的应用。其强大的测量数据导入和导出,数据转化和投影功能，为测量放样成果的检核比对提供了极大的便利条件。

1.1 数据检核比对思路

测区工程控制网的投影(本文仅指高斯投影)方式有多种，改变中央子午线及变换投影高是最为常用的方式。通过改变中央子午线到测区中心,并且把测区的平均高程面作为投影面,可以使本测区的理论投影变形为最小。

在实际作业中,在RTK手簿中建立好转换关系(工地校正)后,导入设计点网格坐标,或者在放样后再采集点位的坐标后都会得到点的WGS-84坐标值。把这些WGS-84坐标值在TGO中通过改变中央子午线到测区中心,把测区的平均高程面作为投影面进行基于WGS-84椭球的高斯投影,就会得到该测区理论上变形最小的网格坐标,这些网格坐标不包含因转换参数残差所引起的投影变形影响。

对WGS-84坐标经过投影变换后得到的网格坐标进行平移旋转变换,通过两个以上的点与测区设计网格坐标进行套合,此时便可以很容易地判断测区校正参数或实际放样效果的优劣。

具体流程见图1。

图1 TGO检核对比流程

TGO中的投影变换的具体步骤为：新建项目—文件—项目属性—坐标系统—坐标系统设置—改变—新系统—缺省投影方式(横轴墨卡托),在“缺省投影方式”选项卡中“中心经度”项录入测区中央子午线,“尺度比”项为“1”,其他项根据需要而定。根据习惯选择“北-东”坐标系统。“下一步”选项卡选择“无大地水准面模型”,点击“完成”后结束设置测区中央子午线的步骤。

投影到测区平均高程面的设置步骤为：在改变测区中央子午线设置后-项目属性-坐标系统-当地点设置,在“当地点设置”选择卡中录入项目位置的概略坐标和高程/高度,然后选择“使用地面坐标”及“用投影位置计算比例尺”,点击“确认”完成该项设置。

经过改变中央子午线及当地点投影设置后,在“项目属性”选项卡点击“应用”,“确认”按钮完成设置。

1.2 “导入”/“导出”格式编辑

TGO软件支持Trimble的RTK手簿文件直接导入,大多数的其他格式类型的RTK手簿文件则需导出，并编辑成文本格式文件,在TGO导入项建立相应的文本格式后方能导入。

以常用的南方CASS坐标数据文件格式为例：打开TGO,通过“导入”-“其他测量文件”-“自定义”-“新建格式...”建立南方CASS坐标文件格式,注意文件后缀为“DAT”。

同理,建立WGS-84坐标文件格式,建议文件后缀为“TXT”。

同理,在“导出”-“点,北,东,高程,代码”项通过自定义方式也建立南方CASS坐标文件格式和WGS-84坐标文件格式。

需要注意的是,WGS-84坐标文件“格式体”中的经度、纬度、高程应为“WGS 纬度”,“WGS经度”,“WGS高程”。具体操作为,右键单击“格式体”空白区域选择“域”-“先进的”,在弹出的表单中进行相应的选择。

1.3 数据导入及导出

在TGO中新建一工程,默认设置,对于Trimble测量控制器(*.dc)文件直接从手簿中导入,此时该工程文件的坐标系统及投影方式同于测量手簿中已建立的坐标系统。

对于其他类型的RTK手簿或其他格式的坐标文件,则需根据已建立的导入/导出文件格式,导出文本格式文件后再导入TGO中。对于仅作数据检核比对的,可以只导入WGS-84坐标数据,进行改变中央子午线及投影后,导出网格坐标即可。需要建立WGS-84与工地坐标转换关系的则需要应用TGO导出测量控制器(*.dc)文件,应用DC文件编辑器编辑(见图2)投影及转换参数(具体编辑步骤限于篇幅略之,请参考TGO帮助文档)。

图2 文件编辑器界面

2 数据检核比对

WGS-84坐标经变换投影后的网格坐标和测区的设计或实测网格坐标的检核比对,通常采用两种方式。

2.1 应用CAD软件进行检核比对

以南方CASS为例,在CASS中新建文件后,分别导入WGS-84坐标转换后的网格坐标文件和测区设计或实测网格坐标文件。为了便于区分,可以通过建立图层,设置不同颜色的方式对导入的坐标点进行区分操作。通过CASS软件中的“测站改正”功能,选择一组具有代表性的公共点,考虑到距离较近的点可能会引起的角度偏差问题,应选择相距较远的点,带状区域的点尽量选择两端区域的点。经过测站改正后,网格点叠加,通过缩放和CASS中的距离查询工具可以方便地知道同名点的平面差异。

2.2 应用Excel进行检核比对

通过坐标转换软件求取两点网格坐标的四参数,考虑到距离较近的点可能会引起的角度偏差问题,应选择相距较远的点,带状区域的点尽量选择两端区域的点，比例系数固定为1。经过坐标转换后,把两套网格坐标导入到Excel表格中进行比对。

数据的检核比对一般只对同类型,即设计坐标和经投影变换后的WGS-84网格坐标比对,实测坐标和实测的经过投影变换后的WGS-84网格坐标比对,如果需要,也可以对实测坐标和设计坐标进行比对。

对于上述两种检核对比方式,可以结合应用,这样坐标数据的检核比对不仅直观还能查看准确的数据比对信息。

3 结束语

TGO是一款功能强大的数据处理软件,通过其投影变换及数据的导入、导出功能，可方便地对放样前的校正参数进行检核,对放样后的实测数据和设计数据的一致性进行检核。从数据源头及软件的应用方面入手对放样质量进行保证，从而对放样成果的可靠性具有很大的帮助。

由于放样工作覆盖面广,行业差异大,本文未对坐标的比对指标作探讨,仅以流程性的叙述作说明,以期“抛砖引玉”。

[1]魏二虎,黄劲松.GPS测量操作与数据处理[M]．武汉：武汉大学出版社,2004

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