RTK技術(shù)在市政工程測量中的應(yīng)用研究

陳芳灝

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)得以快速的發(fā)展起來，而且在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。近年來在測量行業(yè)中，一種新型的GPS測量方法RTK（Real Time Kinematic）襯時動態(tài)差分法其技術(shù)日益成熟，其不僅測量的精度高、動態(tài)性好，而且可以在野外實(shí)時得到厘米級的定位精度，所以在測量工程中得到廣泛的應(yīng)用。文章對RTK技術(shù)及該技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對RTK技術(shù)在市政工程測量工作中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：市政工程；RTK技術(shù)；應(yīng)用

前言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，城市各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)工程無論規(guī)模還是數(shù)量都在不斷的增加，市政工程建設(shè)質(zhì)量的好壞，直接與百姓的生活息息相關(guān)，所以為了打造民心工程，則需要加強(qiáng)工程測量的質(zhì)量，確保市政工程的順利建設(shè)。但長期以來測量工作由于需要考慮通視狀況，而且還要受到作業(yè)條件的限制，所以存在著作業(yè)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低下的問題，這種測量方法已越來越無法滿足當(dāng)前工程測量工作的需求。GPS技術(shù)的出現(xiàn)，為市政工程測量工作帶來了新的曙光，而隨著GPS-RTK技術(shù)的日益成熟，對推動市政工程測量工作的發(fā)展則起到了積極的作用。

1 RTK技術(shù)分析

GPS-RTK也叫實(shí)時動態(tài)差分法，是測量領(lǐng)域中的一項(xiàng)新的測量方法，也是最為常用的方法。其以載波相位觀測量為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)三維定位結(jié)果的實(shí)時傳送，而且測量的精度達(dá)到厘米級，其在基準(zhǔn)站內(nèi)設(shè)置一臺接收機(jī)裝置，而在移動站設(shè)置一臺或是幾臺接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)對相同衛(wèi)星信號的同步采集。這樣在基準(zhǔn)站接收GPS信號并進(jìn)行載波相位測量的同時，則會通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)測站價值信息一起移送給移動站，而移動站利用這些數(shù)據(jù)及本機(jī)采集的GPS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理，計(jì)算出待測點(diǎn)的坐標(biāo)、高程和實(shí)測精度，而且通過與預(yù)調(diào)精度進(jìn)行比較后，即會揭示測量人員對該點(diǎn)的三維坐標(biāo)及精度進(jìn)行記錄。RTK測量系統(tǒng)通常由3部分組成，即GPS信號接收部分（GPS接收機(jī)及天線）、實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸部分（數(shù)據(jù)鏈，俗稱電臺）和實(shí)時數(shù)據(jù)處理部分（GPS控制器及其隨機(jī)實(shí)時數(shù)據(jù)處理軟件）。它采用了載波相位動態(tài)實(shí)時差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

2 RTK測量技術(shù)優(yōu)勢

2.1 作業(yè)條件要求較低

RTK測量技術(shù)對通視和作業(yè)條件要求較小，所以作業(yè)時氣候和能見度對其影響較小，減少了搬運(yùn)儀器的次數(shù)，而且不需要較多的作業(yè)人員，有效降低了勞動強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率。

2.2 自動化、集成化程度高。RTK測量技術(shù)由于其利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，不僅具有強(qiáng)大的測繪功能，而且不需要人工進(jìn)行干擾即可完成測量工作，由于其在測量過程中精度可以精確到厘米級，而且都是獨(dú)立的觀測值，沒有誤差積累產(chǎn)生，避免了人為誤差及常規(guī)的誤差積累。

2.3 操作簡便，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。在設(shè)站時進(jìn)行簡單的操作即呆隨時獲得測量結(jié)果，而且數(shù)據(jù)在輸入、存儲、處理、接換和輸出時都具有強(qiáng)大的功能，能夠與和其他測量儀器隨時進(jìn)行通信，有效的降低了人工工作量。

3 RTK技術(shù)在市政工程測量工作中的應(yīng)用

近年來，隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，一些大型的及規(guī)?；墓こ袒旧隙家淹瓿桑壳笆姓こ探ㄔO(shè)多以規(guī)模較小而且較為分散的工程為主，所以在建筑過程中多以改造和完善為主。這些小工程不僅規(guī)模不大，而且具有分散性，對工期還較求較緊，這樣就給工程測量帶來了較大的難度。由于市政工程其工作范圍多處于狹長范圍，而且在城區(qū)周邊位置較多，不僅建筑物較為密集，而且流動的障礙物也較多，存在著較多的無線電干擾源，無論是地點(diǎn)的測量控制點(diǎn)還是高等級的控制點(diǎn)都會受到不同程度的破壞及干擾，這不僅難以保證測量的精度，而且還要為了進(jìn)一步協(xié)調(diào)而浪費(fèi)較多的時間，在這種情況下，GPS-RTK測量技術(shù)的出現(xiàn)由于其對通視性和作業(yè)條件限制較小，所以有效的解決了當(dāng)前市政工程中存在的問題，在市政工程測量中得到廣泛的應(yīng)用。

3.1 測量前的準(zhǔn)備

進(jìn)行放樣內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時，在內(nèi)業(yè)將線路的起點(diǎn)坐標(biāo)、折點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)資料等等要素資料，根據(jù)需要提前將電腦設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接輸入到外業(yè)電子手薄待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)庫，其中道路直線上每20m一個點(diǎn)，曲線上每10m一個點(diǎn)；排水需要的井位坐標(biāo)；建筑需要的樓角坐標(biāo)等。加入點(diǎn)時要考慮便于加樁操作，方便外業(yè)調(diào)用，提高外業(yè)采集數(shù)據(jù)效率。在基準(zhǔn)站選定時，基準(zhǔn)站設(shè)置除滿足GPS靜態(tài)觀測的條件外，還應(yīng)設(shè)在中線放樣資料范圍內(nèi)RTK移動站接收范圍內(nèi)的地勢較高、四周空曠開闊的至高點(diǎn)上，且周圍無磁場影響的已知點(diǎn)或未知點(diǎn)上，便于電臺的發(fā)射。一定要確保作業(yè)區(qū)域在校正點(diǎn)的范圍內(nèi)。進(jìn)行外業(yè)操作時，將基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在已知基準(zhǔn)點(diǎn)或未知點(diǎn)上，開機(jī)后進(jìn)行必要的系統(tǒng)設(shè)置、無線電設(shè)置及天線高等輸入工作。流動站接收機(jī)開機(jī)后首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)，再進(jìn)行流動站的設(shè)置和初始化工作，要通過校正點(diǎn)來獲得當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)。

3.2 RTK技術(shù)用于地形測量

由于RTK測量隨時都能顯示當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)，因此在衛(wèi)星訊號好的測區(qū)可利用RTK來測量地形地物點(diǎn)，并記錄該點(diǎn)的序號和特征值，內(nèi)業(yè)采用數(shù)字化成圖軟件，實(shí)際作業(yè)中對獨(dú)立地物的測量序號應(yīng)盡量連續(xù)，如測量房屋，應(yīng)圍繞房角至少測2個（對角線）或3個點(diǎn)，測量池塘要連續(xù)測完，并注明從xx～xx詳細(xì)代為何地物，和現(xiàn)場勾畫草圖。外業(yè)結(jié)束后，再根據(jù)草圖繪制地形圖。

3.3 RTK用于控制測量

由于RTK測量在20km內(nèi)點(diǎn)位平面標(biāo)稱精度為±3cm，根據(jù)相關(guān)測量規(guī)范要求Ⅰ級導(dǎo)線點(diǎn)的點(diǎn)位誤差為±3cm，從理論上講RTK測量完全可以滿足I級以下導(dǎo)線點(diǎn)的技術(shù)規(guī)范要求。在某工程道路放樁RTK測量中，我們對距離基準(zhǔn)站1km～6km的一些四等GPS控制點(diǎn)采用一點(diǎn)法進(jìn)行檢核比較，結(jié)果表明平面坐標(biāo)分量最大差值為3.1cm，高程最大差值為4.9cm，完全符合I級導(dǎo)線點(diǎn)的規(guī)范精度要求。

3.4 RTK測量的誤差及應(yīng)用RTK作業(yè)應(yīng)注意的問題

RTK測量工作中不可避免的會有誤差產(chǎn)生，其與GPS靜態(tài)定位所產(chǎn)生同測站有關(guān)的誤差和同距離有關(guān)的誤差非常相近。同測站有關(guān)的誤差包括天線相位中心變化、多徑誤差、信號干擾和氣象因素影響等。其中多徑誤差是RTK定位測量中最嚴(yán)重的誤差。同距離有關(guān)的誤差包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差。為了更好的對GPS作業(yè)時每個測點(diǎn)進(jìn)行有效檢核，則城朵在作業(yè)前后，就在要測區(qū)內(nèi)找均勻分布的已知控制點(diǎn)來進(jìn)行檢核。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，如控制聯(lián)測法，單點(diǎn)法等所測量的點(diǎn)位精度不同，作業(yè)時應(yīng)依據(jù)任務(wù)要求，測區(qū)大小使用不同的方法。RTK采用VHF超高頻無線電波做數(shù)據(jù)鏈，容易受到電信發(fā)射塔。動態(tài)測量作業(yè)注意符合《城市測量規(guī)范》CJJ/T8-2011中4.3.14的規(guī)定。

4 結(jié)束語

隨著RTK技術(shù)的日益成熟，在市政工程測量中RTK技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，而且其測量手段和作業(yè)方法也在不斷的完善，有效的推動了市政工程測量技術(shù)的提升，確保了測量的精度和效率，使測量事業(yè)得到更快的發(fā)展。而且在科技快速發(fā)展的環(huán)境下，RTK技術(shù)得到不斷的發(fā)展和完善，其應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛，具有非常廣泛的發(fā)展前景，而且在求精測量技術(shù)的發(fā)展中必將占據(jù)主導(dǎo)地位。

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