淺談GPS動態(tài)測量技術(shù)優(yōu)劣性

王鵬

[摘要]隨著現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，建筑投資規(guī)模大，建筑使用功能復(fù)雜，使得對設(shè)計的要求越來越高。對于建筑工程，使用傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)顯示出了它的局限性，而利用GPS測量技術(shù)（RTK），可以有效的實現(xiàn)對于建筑物變形的監(jiān)測。

[關(guān)鍵詞]RTK 動態(tài)測量 優(yōu)劣性

[中圖分類號] P228.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-241-1

0引言

隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，RTK（Real·Time·Kinematic）測量技術(shù)也日益成熟，RTK測量技術(shù)逐步在測繪中得到應(yīng)用。RTK測量技術(shù)因其精度高、實時性和高效性，使得其在城市測繪中的應(yīng)用越來越廣。因此，和GPS靜態(tài)測量相比，RTK測量更容易出錯，必須通過對RTK測量成果進行質(zhì)量控制，才能確保觀測到成果精確可靠。

1 GPS技術(shù)現(xiàn)狀

GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Globle Positioning System）是一種結(jié)合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術(shù)，利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（簡稱GPS）是美國從上世紀70年代開始研制，于1994年全面建成，具有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)以全天候、高精度、自動化、高效益等功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間等優(yōu)點，成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、工程變形測量、等多種學(xué)科。GPS接收機的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大部分。對于測地型接收機來說，其是實現(xiàn)測地定位的基本條件，接收機有單頻與雙頻之分，一般來說，雙頻GPS接收機對比與單頻接收機可以提供更為快速、更為精確、可靠的解算，具有安全有效地進行靜態(tài)、快速靜態(tài)和動態(tài)測量的功能，可升級的DSM232型號，也可以升級到包含RTK功能；單頻機適宜于短基線測量（例如不超過20km），最吸引人的是它良好的性能價格比。RTK系統(tǒng)由GPS接收設(shè)備、無線電通訊設(shè)備、電子手薄及配套設(shè)備組成，它是建立在全球定位系統(tǒng)（GPS）基礎(chǔ)之上的實時動態(tài)定位技術(shù)，完全可以滿足控制測量、地形測圖、工程放樣的要求。但由于GPS系統(tǒng)在軌衛(wèi)星有限，在對空條件不好的測區(qū)，不能提供所保證的功能，是影響流動站定位精度的一個重要誤差源。實踐表明，單頻GPS系統(tǒng)由于不能有效消除電離層延遲影響，存在著很大的局限性和片面性。隨著美國全球定位系統(tǒng)（GPS）和蘇聯(lián)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（CLONASS）的不斷完善，這種高精度定位、高靈敏度快速定位模式為用戶提供了更為完善的接收設(shè)備，實現(xiàn)了GPS 接收設(shè)備的新水平。

2 GPS測量的優(yōu)越性

2.1測站間無須通視。GPS測量不要求測站之間互相通視只需測站上空開闊即可因此可節(jié)省大量的造標(biāo)費用。GPS這一特點，使得圖形注記更加快捷、方便，用戶可根據(jù)實際情況自由設(shè)置其顯示、輸出的狀態(tài)。CPS測量只要求測站上空開闊，與衛(wèi)星間保持通訊即可，不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造覘標(biāo)；

2.2定位的精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，無誤差積累。跟全站儀等儀器不痛，全站儀在經(jīng)多次搬站后，會存在誤差累積的狀況，搬的次數(shù)越多，累積誤差就越大，而RTK就沒有，只要工作條件滿足RTK的基本要求，且在作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK的的精度不會發(fā)生變化，平面和高程的精度都能達到厘米級。

2.3作業(yè)高效、方便快捷。在一般作業(yè)的地形形勢下，RTK作業(yè)半徑為10km左右，大大的減少了設(shè)點需求和測量儀器的搬遷次數(shù)，且操作人員少，只需一人，坐標(biāo)生成速度快，勞動強度低，成本低，效率高。

2.4操作簡便，容易方便，處理數(shù)據(jù)能力強。只需進行簡單的參數(shù)設(shè)置，移動站便可邊走邊測得坐標(biāo)或進行工程放樣。數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)換、輸入、輸出和存儲能力強，并能方便、迅速地與全站儀、計算機等進行數(shù)據(jù)通信。

2.5不受傳統(tǒng)測量通視條件的限制，RTK技術(shù)對兩點間的光學(xué)通視沒有要求，只要求滿足對天基本通視和電磁波通視，所以，跟傳統(tǒng)的測量比，RTK技術(shù)所受的外界條件的影響和限制相對來說要小很多，傳統(tǒng)測量因地形復(fù)雜、地物障礙等因素不能正常通視地區(qū)，對RTK來說，只要能滿足其基本工作條件，它都能進行作業(yè)。

3 RTK測量技術(shù)存在的不足

3.1高程異常問題

RTK作業(yè)模式對高程的轉(zhuǎn)換要求必須精確。但是我國現(xiàn)有的高程異常圖存在誤差，尤其是在山區(qū)，誤差更大，甚至在有些地區(qū)還沒有。這就加大了GPS大地高程轉(zhuǎn)換至海拔高程工作的困難，精度也變得不均勻。

3.2數(shù)據(jù)鏈傳輸過程中的干擾

數(shù)據(jù)鏈傳輸過程中會受到障礙物和高頻信號源的干擾，在山區(qū)和城市樓房密集區(qū)數(shù)據(jù)鏈傳輸信號常會受到限制，使得信號在傳輸過程中大大衰減，嚴重影響到作業(yè)的半徑和作業(yè)的精度。

3.3多路徑效應(yīng)的問題

多路徑效應(yīng)是RTK定位測量誤差中最嚴重的一種誤差，在一般的情況下，多路徑誤差可達在1～5cm，而且多路徑誤差的大小還會發(fā)生周期變化，一般以5～ 20min為周期。同時多路徑效應(yīng)的的問題也是GPS靜態(tài)技術(shù)所面臨的問題。

3.4檢測環(huán)境的影響

在中午電離層的干擾大，共用衛(wèi)星數(shù)較少，GPS常會出現(xiàn)連接不到所需衛(wèi)星的情況，故導(dǎo)致長時間不能初始化，有時還會直接導(dǎo)致不能進行初始化，進而不能進行動態(tài)測量。另外，RTK信號還受其它干擾源的影響，如電視臺、反射物、無線電發(fā)射站、微波站、高壓線等。

3.5電臺電量不足問題

RTK的耗電量較大，故要保證連續(xù)作業(yè)就需要多個大容量電池、電瓶才行。尤其在電力供應(yīng)緊張的偏遠地區(qū)作業(yè)時間會受到嚴重的影響。

4結(jié)束語

本文首先對GPS進行了全面的概述，通過介紹，對GPS系統(tǒng)的組成、GPS衛(wèi)星的信號結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的應(yīng)用有了大致的了解。同時介紹了GPS測量方式。GPS動態(tài)測量技術(shù)存在很多優(yōu)秀的方面，如能有效的提高工作效率，減少工作人員數(shù)量，降低工作成本。但也有很多的局限性，像衛(wèi)星、工作環(huán)境等因素都能影響到測量的精度和測量的時間。只有理解GPS動態(tài)測量技術(shù)的優(yōu)缺點，才能更好的發(fā)揮其優(yōu)勢，考慮到不足，更好的運用到實際工作中去。

參考文獻

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