RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

陳佳華

【摘 要】隨著我國(guó)建設(shè)事業(yè)的逐步深入，工程建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量逐漸增多，其測(cè)量技術(shù)也在不斷提升。但是越來(lái)越多的工程項(xiàng)目面臨著日趨復(fù)雜的地理?xiàng)l件，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)逐漸不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，需要更先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)。RTK技術(shù)即為現(xiàn)代較為先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，其相較傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)具有精確度高、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。本文簡(jiǎn)單的介紹了RTK技術(shù)的概念、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并分析其在各項(xiàng)工程測(cè)量中的應(yīng)用，包括控制測(cè)量、碎部測(cè)量、市政工程放樣、斷面測(cè)量及水下地形測(cè)量等，為從事該項(xiàng)工作的人員提供一定的參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】RTK技術(shù)；工程；測(cè)量；應(yīng)用；分析

0.前言

工程的勘測(cè)是建設(shè)工程中極為重要的一部分，其直接關(guān)系到工程的整體質(zhì)量，因此，對(duì)其也需要有更高的要求。根據(jù)現(xiàn)代工程建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，需要在工程勘測(cè)的設(shè)計(jì)中，將勘測(cè)信息、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、施工信息等各項(xiàng)信息編制成為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，達(dá)到內(nèi)外一體的目標(biāo)。在工程勘測(cè)中已經(jīng)應(yīng)用了現(xiàn)代較為先進(jìn)的電子全站儀等設(shè)備，但是由于常規(guī)測(cè)量方式受到較多因素的限制，工作量大、工作效率不佳，且精確度不理想，需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間，而影響整個(gè)工程的進(jìn)度，因此更加先進(jìn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK）的出現(xiàn)及其在工程中的應(yīng)用，對(duì)于工程建設(shè)有著重要的意義。

1.RTK技術(shù)的概念

現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，在測(cè)繪技術(shù)上有了極大的提高。GPS（Global Positioning System）全球定位系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用，能夠快速準(zhǔn)確的測(cè)量出各個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)，為測(cè)繪工作提供了極為便利的工作。一般的GPS測(cè)量方法精確度有限，均需要在測(cè)量后再進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算才能得到較為精確的坐標(biāo)，包括靜態(tài)測(cè)量法、快速靜態(tài)測(cè)量法、動(dòng)態(tài)測(cè)量法等。而RTK定位技術(shù)的出現(xiàn)，可以在野外測(cè)量時(shí)即得到極為精確的坐標(biāo)定位。該技術(shù)主要是使用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法，其精確度甚至可以達(dá)到厘米。作為GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展的突破，其具有較多的優(yōu)越性能。RTK定位系統(tǒng)的構(gòu)成包括基準(zhǔn)站和流動(dòng)站，其原理是先取一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為參考站，該點(diǎn)應(yīng)是精確度較好的首級(jí)控制點(diǎn)，在該位置安裝接收機(jī)，成功與衛(wèi)星相連接后即可以開(kāi)始觀測(cè)。再利用無(wú)線電傳輸設(shè)備收集各個(gè)基準(zhǔn)站觀測(cè)的數(shù)據(jù)。通過(guò)專業(yè)計(jì)算機(jī)的計(jì)算，得出流動(dòng)站的測(cè)量精度和準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)[1]。根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果即能夠?qū)τ诨鶞?zhǔn)站及流動(dòng)站觀測(cè)成果的質(zhì)量和計(jì)算結(jié)果的收集狀況進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)，并判斷計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確，避免了后期的觀測(cè)，有效的減少了觀測(cè)所需的時(shí)間，提高工作效率及測(cè)量的準(zhǔn)確度。

2.RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

RTK技術(shù)作為GPS定位系統(tǒng)的里程碑，其具有較多的優(yōu)點(diǎn)，具體有以下幾點(diǎn)：①效率高：運(yùn)用RTK技術(shù)實(shí)時(shí)控制措施測(cè)量，能夠充分掌握點(diǎn)位的實(shí)時(shí)精度，一旦點(diǎn)位的精確度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就可以直接停止作業(yè)，不需要進(jìn)行后續(xù)的觀測(cè)，工作效率較高；②精確度良好：在放樣中，RTK的操作方法為先設(shè)計(jì)點(diǎn)位坐標(biāo)，并將其注入電子手薄中，攜帶GPS接收機(jī)，該設(shè)備具有提示作用，提示操作者行至放樣的地點(diǎn)，放樣的規(guī)格可以精確到厘米，且較為均勻；③操作簡(jiǎn)便：在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，僅僅需要一名工作人員攜帶儀器在地貌碎部的位置，輸入地形的特征編碼，并在該地點(diǎn)停留3秒鐘左右，再將其利用專業(yè)的軟件接口將地形圖數(shù)據(jù)輸出，而不需要點(diǎn)間通視，操作簡(jiǎn)便；④適應(yīng)性強(qiáng)：在某些工程的測(cè)量中，常規(guī)測(cè)量方法無(wú)法滿足定位坐標(biāo)要求，如跨海大橋工程，只能使用網(wǎng)絡(luò)RTK法放樣。

3.RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

RTK定位根據(jù)模式的不同可以分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位，將二者有機(jī)結(jié)合，可以適應(yīng)工程中的各種測(cè)量任務(wù)，具體有以下幾種：

3.1控制測(cè)量

工程控制網(wǎng)是工程項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)、管理、維護(hù)等工作的基本條件之一，網(wǎng)絡(luò)的形式、精確度等均受到較多因素的影響，包括工程的性質(zhì)、規(guī)模、特點(diǎn)等。如果工程項(xiàng)目等級(jí)不超過(guò)四等，其控制網(wǎng)所涵蓋的范圍較小、點(diǎn)位密度不大、對(duì)于精度有一定的要求，可以運(yùn)用RTK定位技術(shù)，制定工程的控制網(wǎng)，其優(yōu)勢(shì)在于點(diǎn)位的選擇空間大、消耗時(shí)間少、精度高、成本較低等。如果運(yùn)用一般的三角鎖、導(dǎo)線方案，則需要分段、分區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)量較大。RTK技術(shù)可以進(jìn)行圖根導(dǎo)線測(cè)量，直接代替全站儀，且靈活性較高，流動(dòng)點(diǎn)與參考點(diǎn)的距離范圍可以達(dá)到10km，因此其可以直接應(yīng)用于一般的工程控制測(cè)量，顛覆了傳統(tǒng)逐級(jí)布網(wǎng)的觀念[2]。

3.2碎部測(cè)量

如果測(cè)量區(qū)域處于城市中較為開(kāi)闊的地面，建筑物密度較小的區(qū)域或者馬路，RTK技術(shù)也能夠迅速的進(jìn)行碎部測(cè)量工作。如果測(cè)量時(shí)間是在晚上，其相較常規(guī)的測(cè)量具有明顯的優(yōu)勢(shì)。如果測(cè)量區(qū)域內(nèi)存在高大的建筑物，或者建筑物的密度較大，GPS的測(cè)量會(huì)存在盲區(qū)、失鎖、初始化時(shí)間較長(zhǎng)等情況，大幅度降低了測(cè)量速度。該情況下，可以運(yùn)用全站儀配合RTK 增補(bǔ)圖根導(dǎo)線點(diǎn)對(duì)于碎部進(jìn)行測(cè)量，所需時(shí)間較短，提高了測(cè)圖的工作效率，縮短了工期，減少了成本消耗。RTK技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，包括測(cè)繪地形圖、地籍圖碎步測(cè)量等，操作簡(jiǎn)便，僅需一人即可進(jìn)行測(cè)圖。先將GPS接收機(jī)置于指定地點(diǎn)后，輸入該地點(diǎn)的編碼，再測(cè)定該地點(diǎn)所在的小區(qū)域內(nèi)地形、地貌特征點(diǎn)，將測(cè)定的信息輸入擁有專業(yè)軟件的計(jì)算機(jī)，制作成相應(yīng)的結(jié)果圖[3]。

3.3市政工程放樣

RTK 測(cè)量技術(shù)在市政道路、中線放樣中的應(yīng)用極為簡(jiǎn)便，僅需一人即能夠完成該項(xiàng)作業(yè)。首先將路線的各項(xiàng)參數(shù)錄入RTK的相關(guān)控制器后既可以開(kāi)始進(jìn)行放樣工作，該類數(shù)據(jù)包括線路的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等。該放樣方式既可以根據(jù)樁號(hào)進(jìn)行，也可以很據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行，或者二者相互調(diào)換。在放樣的過(guò)程中，顯示器的屏幕上的箭頭可以直觀的顯示出方向的偏移位置及偏移幅度，有助于在各個(gè)方向上的移動(dòng)，直至誤差處于可接受范圍內(nèi)[4]。常規(guī)放樣需要后視方向，再使用解析法標(biāo)定，較為復(fù)雜，而該技術(shù)的定位方式是坐標(biāo)的直接定位，避免了流程的繁雜，操作簡(jiǎn)單，工作效率較高。

3.4斷面測(cè)量及水下地形測(cè)量

該技術(shù)在測(cè)量斷面中的應(yīng)用時(shí)，需要在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)位，再按照點(diǎn)位構(gòu)成的縱斷面及橫斷面的各線信息數(shù)據(jù)等，建立完整系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并制作出數(shù)字線劃地圖。如果將該技術(shù)與數(shù)字測(cè)深儀相配合，測(cè)量水下地形，需要保持RTK的信息與測(cè)深儀收集的信息的一致性，并分別在驗(yàn)潮模式和非驗(yàn)潮模式下測(cè)量水深。

4.相關(guān)注意事項(xiàng)

在運(yùn)用RTK技術(shù)的過(guò)程中也需要注意以下幾點(diǎn)，以保障測(cè)量的準(zhǔn)確度，具體如下：①合理選擇坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算方法：先全面掌握測(cè)量區(qū)域的實(shí)際情況，合理選擇坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算方法，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換一般需要的三個(gè)分布均勻且精度達(dá)標(biāo)的已知點(diǎn)；②準(zhǔn)確選擇基準(zhǔn)站：基準(zhǔn)站一般需要選擇較為空曠開(kāi)闊區(qū)域的中心點(diǎn)，并保障周邊不存在磁場(chǎng)干擾；③正確設(shè)置參考站和流動(dòng)站的相關(guān)參數(shù)：嚴(yán)格按照操作規(guī)程對(duì)不同的儀器正確設(shè)置相關(guān)參數(shù)。

5.總結(jié)

社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)于工程建設(shè)的要求也在逐步提高。工程勘測(cè)作為工程建設(shè)中極為重要的準(zhǔn)確工作，其直接決定了工程的規(guī)模、性質(zhì)、施工方案甚至與成本投入，因此對(duì)其需要有較高的要求。GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)給測(cè)繪工作帶來(lái)了極大的方便，而GPS-RTK技術(shù)的出現(xiàn)更加強(qiáng)化了工程測(cè)量的準(zhǔn)確度，提高了工作效率，對(duì)于工程建設(shè)事業(yè)有著重要的意義。本文僅從一般的角度闡述了 RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及在實(shí)際工程中的應(yīng)用，但是該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，還需要測(cè)量人員根據(jù)工程的各項(xiàng)情況，將理論與實(shí)際相結(jié)合，探索出適合各項(xiàng)工程的應(yīng)用方式，保障測(cè)量的準(zhǔn)確度，為工程設(shè)計(jì)、施工方案的制定、后期的預(yù)算等提供可靠的信息。

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