控制測(cè)量中應(yīng)用RTK技術(shù)的探討

傅深科　楊玉靜　趙康

摘要：隨著高科技信息技術(shù)的不斷推廣和運(yùn)用，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展取得了突飛猛進(jìn)的成效，促進(jìn)了我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。市場經(jīng)濟(jì)體制下，我國水利工程建設(shè)的規(guī)模越來越大，高科技含量的要求不斷提高，推動(dòng)了我國市場經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善。本文就RTK技術(shù)的工作原理和測(cè)量設(shè)備進(jìn)行概述，對(duì)RTK的作業(yè)流程和影響RTK測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行分析，提出控制測(cè)量中RTK技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了測(cè)量工作人員的工作效率，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的不斷提升。

關(guān)鍵詞：控制測(cè)量；RTK技術(shù)；應(yīng)用；有效

近年來，控制測(cè)量中RTK技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，減少了測(cè)量工作人員的工作量，提高了工作效率，對(duì)于促進(jìn)我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。我國水利工程施工控制測(cè)量中RTK技術(shù)的普遍推廣和運(yùn)用，提高了我國水利工程的施工質(zhì)量，推動(dòng)我國水利工程施工控制測(cè)量技術(shù)水平不斷探索和創(chuàng)新。

一、RTK技術(shù)的工作原理

現(xiàn)代化建設(shè)中，RTK一般情況下被稱作是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分，可以將GPS的信號(hào)接收系統(tǒng)連接形成整體的有機(jī)組合體。因此，RTK技術(shù)的工作原理是，流動(dòng)站將初始化以后的信息傳送到控制器，與此同時(shí)，將自身接收到的載波觀測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)站的載波信號(hào)進(jìn)行差分處理，經(jīng)過一系列運(yùn)算后，對(duì)指定地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位。因此，RTK技術(shù)主要是利用GPS接收和采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行及時(shí)的處理。

二、RTK技術(shù)的測(cè)量設(shè)備

在實(shí)際的應(yīng)用中，運(yùn)用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備主要包括三個(gè)部分：流動(dòng)站設(shè)備、參考站設(shè)備和軟件，共同完成工程的控制測(cè)量，提高控制測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

（一）流動(dòng)站設(shè)備

實(shí)際應(yīng)用中，流動(dòng)站設(shè)備一般由控制面板、流動(dòng)臺(tái)GPS接收機(jī)、無線電接收天線、接收機(jī)天線和背包等組成。

（二）基準(zhǔn)站設(shè)備

基準(zhǔn)站的設(shè)備主要有控制面板、GPS接收機(jī)、接收機(jī)天線、電臺(tái)、無線電發(fā)射天線、三角架等。

（三）軟件

數(shù)據(jù)采集器軟件，用以對(duì)GPS相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、整理和處理，是流動(dòng)站的用戶界面。

三、RTK的作業(yè)流程

目前，RTK的作業(yè)流程包括求取坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)、選擇基準(zhǔn)站、流動(dòng)站檢測(cè)與校正和流動(dòng)站測(cè)點(diǎn)四個(gè)部分，共同維護(hù)RTK技術(shù)在控制測(cè)量中的正常操作。其中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的選擇具有重要的影響，因此，要對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行精確的計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用中，求取坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的方法主要有經(jīng)典法、分片平滑插值法、一步法等，一般情況下采用的是經(jīng)典法，可以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。近年來，一步法的運(yùn)用也逐漸得到了推廣，適用于現(xiàn)場求取坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。RTK的作業(yè)中，基準(zhǔn)站的選取應(yīng)在視野開闊、地勢(shì)較高和交通便利的已知控制點(diǎn)，并且測(cè)量時(shí)注意進(jìn)行多次測(cè)量，一般采用兩個(gè)已知點(diǎn)對(duì)同一個(gè)新的測(cè)量進(jìn)行兩次控制測(cè)量，以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

四、影響RTK測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素

由于測(cè)量工程和環(huán)境等的不同，因此，RTK技術(shù)在控制測(cè)量中的測(cè)量結(jié)果會(huì)受到影響。目前，影響RTK測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素有如下幾個(gè)方面：

（一）測(cè)量前的檢查

在進(jìn)行工程的控制測(cè)量前，工作人員必須對(duì)電源、天線、設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)等進(jìn)行仔細(xì)的檢查，才可以連通接收機(jī)開始測(cè)量。與此同時(shí)，檢查接收機(jī)的各項(xiàng)顯示，保證接收機(jī)的正常運(yùn)行，輸入相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。

（二）基準(zhǔn)站坐標(biāo)的準(zhǔn)確性

在實(shí)際應(yīng)用中，RTK是通過基準(zhǔn)站接收機(jī)將觀測(cè)值和坐標(biāo)發(fā)送到流動(dòng)站，流動(dòng)站及時(shí)的接收數(shù)據(jù)，并與GPS采集到的數(shù)據(jù)一起在RTK系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行差分實(shí)時(shí)處理，從而得出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)。因此，在實(shí)踐過程中，流動(dòng)站的準(zhǔn)確性是由基準(zhǔn)站來決定，對(duì)測(cè)量結(jié)果有一定的影響。

（三）測(cè)量過程中的操作

在測(cè)量過程中，測(cè)量時(shí)間段、衛(wèi)星的分布、天線的位置、供電等都對(duì)測(cè)量結(jié)果具有一定的影響，并且在測(cè)量的過程中，工作人員不可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行開關(guān)重啟操作，改變數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣等，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和完整性。

（四）基線的長度

在RTK技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，基線的長度對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度具有一定的影響，因此，工作人員必須控制好基線長度，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（五）測(cè)量環(huán)境的影響

在RTK測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響因素中，測(cè)量環(huán)境是重要的組成部分，要重點(diǎn)考慮GPS所處的測(cè)量地理位置，例如：在雷雨天氣下進(jìn)行測(cè)量，要選擇合適的測(cè)量地點(diǎn)，避免雷擊現(xiàn)象的發(fā)生。為了不受其它信號(hào)的干擾，測(cè)量地點(diǎn)周圍不要有變電站、電視發(fā)射塔和高樓等，以免受到電磁場的影響，降低測(cè)量結(jié)果的精度。

五、控制測(cè)量中RTK技術(shù)的應(yīng)用

我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)中，RTK技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用所涉及的領(lǐng)域已經(jīng)由陸地地形測(cè)量發(fā)展到水下地形測(cè)量，推動(dòng)了我國地質(zhì)測(cè)量技術(shù)的改革和創(chuàng)新，促進(jìn)我國控制測(cè)量技術(shù)水平的快速提升。

在我國深圳的部分水庫中，RTK技術(shù)得到了實(shí)際的應(yīng)用，大大提高了工作人員的工作效率，降低測(cè)量成本，促進(jìn)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的不斷提高。在對(duì)水庫的水下地形進(jìn)行測(cè)量時(shí)，工作人員進(jìn)行了多次試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了四個(gè)點(diǎn)位，限制測(cè)量時(shí)間，并確定了一定數(shù)值的點(diǎn)間距，對(duì)RTK系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果、不同基準(zhǔn)站的RTK測(cè)量結(jié)果、多個(gè)工程GPS RTK的測(cè)量結(jié)果和GPS靜態(tài)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，以比較不同情況下的測(cè)量結(jié)果，從而確定RTK技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢(shì)，大大提高了測(cè)量結(jié)果的可靠性。

由于水庫所在的地理位置和周圍的環(huán)境，在深圳部分水庫的水下地形測(cè)量中，選擇了較長的基線，因此，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可知，只要控制點(diǎn)的點(diǎn)位選擇滿足了GPS的測(cè)量觀測(cè)條件，采用RTK技術(shù)就可以提高控制測(cè)量結(jié)果的精度，與此同時(shí)，采用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的點(diǎn)位進(jìn)行基準(zhǔn)站的設(shè)置，經(jīng)過流動(dòng)站的觀測(cè)，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行平均值處理，可以大大提高控制測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。

結(jié)束語：

綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用中，提高基準(zhǔn)站坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，充分考慮測(cè)量的環(huán)境因素，選擇最合適的基準(zhǔn)站和測(cè)量時(shí)間段，以及基線的長度，對(duì)于提高RTK技術(shù)控制測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性具有重要影響。我國現(xiàn)代化建設(shè)中，RTK技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的工程控制測(cè)量中的推廣和運(yùn)用，大大提高了工作人員的工作效率，減少工作量，降低了工程的測(cè)量成本，使測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性得到有效提高。促進(jìn)我國工程控制測(cè)量技術(shù)的不斷改革和創(chuàng)新。

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