淺談GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

■朱偉偉 高煒 李陽

（安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘查院安徽蕪湖241000）

淺談GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

■朱偉偉 高煒 李陽

（安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘查院安徽蕪湖241000）

科學(xué)技術(shù)的逐漸提高以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長，為城市化的不斷發(fā)展提供了科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，而城市化的進(jìn)一步深化發(fā)展讓工程建筑行業(yè)的發(fā)展也有了很大的提高，再加上人們對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量要求的越來越高，這就使得工程的測(cè)量就需要極高的精確度，而GPS RTK技術(shù)是GPS技術(shù)的一種升華，不僅能夠更加精準(zhǔn)的提供工程測(cè)量的數(shù)據(jù)，還能夠?qū)ΦV山的開測(cè)以及地籍的測(cè)量起到非常重要的意義。本文主要對(duì)GPS RTK技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述，對(duì)GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)實(shí)例應(yīng)用的方式來對(duì)GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探究，進(jìn)而，更好的促進(jìn)GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用。

GPS RTK技術(shù) 工程測(cè)量 應(yīng)用

0　前言

GPS RTK即使全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)，在目前為止，該技術(shù)已經(jīng)成為了應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)之一，無論的石油化工行業(yè)，還是建筑工程行業(yè)，又或者是交通出行方面，都對(duì)全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)較為常用，在工程測(cè)量的應(yīng)用中，全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)能夠?qū)こ虦y(cè)量中的施工放樣、斷面測(cè)量、碎部測(cè)量以及水下測(cè)量都有著重要的意義，本文主要對(duì)全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析，其詳細(xì)的應(yīng)用內(nèi)容如下所示。

1　GPS RTK技術(shù)

1.1GPS RTK技術(shù)的配置

全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)主要應(yīng)用的配置有：基準(zhǔn)站、流動(dòng)站以及通訊系統(tǒng)。在基準(zhǔn)站中，其主要包含的設(shè)備有GPS數(shù)據(jù)信號(hào)的接受裝置（數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮?shù)、數(shù)據(jù)測(cè)量的參數(shù)、數(shù)據(jù)坐標(biāo)的設(shè)置功能）、GPS的天線、無線信息的通訊發(fā)射裝置、適用的電源以及基準(zhǔn)站的相關(guān)控制設(shè)備、設(shè)施，以上是全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)基準(zhǔn)站的設(shè)備配置信息，而全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)流動(dòng)站的基本配置設(shè)備有：GPS的天線、數(shù)據(jù)信號(hào)的接受設(shè)備，無線信號(hào)的傳輸設(shè)備、適用的電源、全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)流動(dòng)站的控制器等等，對(duì)于全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)的流動(dòng)站而言，其可以處于靜止的狀態(tài)，也可以處于流動(dòng)的狀態(tài)。

1.2GPS RTK技術(shù)的工作原理

全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)是全球定位系統(tǒng)在技術(shù)上的更新，它能夠很好的對(duì)載波的相位進(jìn)行實(shí)施的動(dòng)態(tài)定位，因此，能夠?qū)珳y(cè)站點(diǎn)的制定位置信息進(jìn)行三維空間坐標(biāo)的勾勒，并且，能夠?qū)⑵渚榷ㄎ辉诶迕字?。?dāng)全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)進(jìn)行工作時(shí)，能夠?qū)ο鄳?yīng)的衛(wèi)星所能夠覆蓋的范圍進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè)，并能夠通過相關(guān)的設(shè)備對(duì)所能夠觀測(cè)的信息進(jìn)行接受，并在信息接收的同時(shí)將信息傳送該相應(yīng)的流動(dòng)站，流動(dòng)站相應(yīng)的數(shù)據(jù)接收裝置在接受了信息后，在通過無線設(shè)備來對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理工作，根據(jù)數(shù)據(jù)，來完成定位的工作，在通過位置的數(shù)據(jù)計(jì)算，來對(duì)所檢測(cè)位置的三維坐標(biāo)信息進(jìn)行確認(rèn)。

1.3GPS RTK技術(shù)的數(shù)據(jù)處理

基準(zhǔn)站三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，是RTK實(shí)時(shí)差分測(cè)量系統(tǒng)高精度作業(yè)的一個(gè)重要條件。RTK系統(tǒng)之所以能快速準(zhǔn)確地求解出整周模糊度，是因?yàn)镽TK系統(tǒng)采用了模糊度函數(shù)法、最小二乘搜索法、組合波搜索法、快速分解法（FARA法）等快速算法。優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站與各流動(dòng)站之間通過建立數(shù)據(jù)通訊鏈來實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站信息向流動(dòng)站的實(shí)時(shí)傳輸，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波特率，并能對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行正確編碼和同步檢錯(cuò)。因此要綜合考慮傳輸格式、傳輸頻率、傳輸距離等因素來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確與實(shí)時(shí)。

1.4GPS RTK技術(shù)的特點(diǎn)

①作業(yè)效率高。在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測(cè)完4～5km半徑的測(cè)區(qū)，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點(diǎn)坐標(biāo)，作業(yè)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低。②定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累。只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)。③降低了作業(yè)條件要求。RTK技術(shù)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小。④RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。RTK可勝任各種測(cè)繪內(nèi)、外業(yè)。

2　GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1GPS RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用

對(duì)于工程地形的測(cè)量，一般都是采用靜態(tài)的測(cè)量來進(jìn)行，但是，如果是碎部測(cè)量的工作，就會(huì)應(yīng)用GPS RTK技術(shù)來完成，對(duì)于以前的地形測(cè)量而言，需要在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)的同時(shí)建立相應(yīng)的圖根控制點(diǎn)，然后應(yīng)用經(jīng)緯儀、全站儀以及小平板的多種儀器一起進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量以及繪制的工作，隨著測(cè)量技術(shù)的不斷提高，也有采用電子手簿以及全站儀配合物編碼，而這些工作通常是由2到3個(gè)人才能夠完成，如果在進(jìn)行工作的過程中沒能夠達(dá)到相應(yīng)的要求，還會(huì)進(jìn)行返工，然而，GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用，僅僅1個(gè)人就可以實(shí)現(xiàn)全工作，在實(shí)地背著儀器進(jìn)行觀測(cè)，然后輸入相應(yīng)的編碼，在1到2秒之后就能夠得到精準(zhǔn)的位置信息，故而，GPS RTK技術(shù)能夠大大的減少技術(shù)人員的工作量，簡(jiǎn)地形測(cè)量的流程，更好的增加測(cè)量工程的工作效率。

2.2GPS RTK技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用

在礦山上應(yīng)用GPS RTK技術(shù)，能夠更好的對(duì)礦區(qū)的地面信息情況進(jìn)行了解，對(duì)于我國的礦山而言，礦區(qū)的地點(diǎn)與國家等級(jí)點(diǎn)的距離較長，這就要求要對(duì)礦山的控制點(diǎn)要十分的精密，應(yīng)用GPS RTK技術(shù)對(duì)礦山進(jìn)行測(cè)量，能夠在經(jīng)過相應(yīng)的處理后將礦區(qū)較為復(fù)雜的區(qū)域已經(jīng)地形的碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行繪制，在將GPS RTK技術(shù)應(yīng)用于地表變形的觀測(cè)中，能夠很快、很精準(zhǔn)的獲取到深陷地的坐標(biāo)，在通過微機(jī)的相關(guān)處理過后，就能夠得到該地區(qū)的地形圖，并且，可以將地形中塌陷的面積自動(dòng)的進(jìn)行計(jì)算。

2.3GPS RTK技術(shù)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

地籍測(cè)量通常是以極坐標(biāo)、測(cè)距、側(cè)角的方式來對(duì)地籍的信息進(jìn)行收集，這樣不僅會(huì)投入大量的人力物力，還很容易出現(xiàn)缺漏，導(dǎo)致效益的不高，然而GPS RTK技術(shù)卻能夠?qū)γ恳粔K土地的地籍進(jìn)行測(cè)繪，由于其精度能夠達(dá)到厘米，所以，所得到的信息精度較高，在實(shí)際的生活中，GPS RTK技術(shù)可以對(duì)界樁的位置、土地的界限范圍進(jìn)行測(cè)量，由于該技術(shù)不會(huì)受到通視、地形以及天氣的影響，且觀測(cè)的時(shí)間較短，故而可以很大程度的提高工程的進(jìn)度、效益。此外，GPS RTK技術(shù)還能夠在公路測(cè)量中的應(yīng)用、在水下測(cè)量中應(yīng)用，只需要將中樁點(diǎn)的坐標(biāo)輸入系統(tǒng)中，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的對(duì)放樣點(diǎn)的點(diǎn)位進(jìn)行定位，目前，公路勘測(cè)中應(yīng)用GPS RTK技術(shù)的情況較多，其應(yīng)用的技術(shù)也較為嫻熟。

3　GPS RTK技術(shù)的實(shí)例分析

某單位承擔(dān)了1:500的大尺度數(shù)字測(cè)繪工作，控制半徑不得小于5千米，范圍內(nèi)每個(gè)E級(jí)以上，每次的衛(wèi)星信號(hào)必須初始化，在計(jì)算后，其計(jì)算的結(jié)果互差要滿足規(guī)范，并以中數(shù)作為結(jié)果。在此次的任務(wù)中，GPS RTK技術(shù)施測(cè)的圖根點(diǎn)高程在等外水準(zhǔn)以上的方式進(jìn)行1/10的檢測(cè)，并且采用導(dǎo)線網(wǎng)的形式檢查了153個(gè)圖根點(diǎn)，最后的結(jié)果是，平面坐標(biāo)的差值不超過1厘米，精度完全能夠達(dá)到相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

GPS RTK技術(shù)具有定位精準(zhǔn)度高、觀測(cè)時(shí)間段以及準(zhǔn)確提供其三圍坐標(biāo)的技術(shù)特點(diǎn)，這使得GPS RTK技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量時(shí)，能夠更加迅速的提高下相關(guān)技術(shù)的人員的工作效率，更好地減輕工程人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，更加有效的提高工程的施工進(jìn)度，因此，將GPS RTK技術(shù)廣泛的應(yīng)用于工程的測(cè)量當(dāng)中受到了相關(guān)人員的一致好評(píng)，由于GPS RTK技術(shù)能夠很準(zhǔn)確的形成相對(duì)應(yīng)的電子文件，故而，能夠更加方便的保存工程的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且，GPS RTK技術(shù)能夠與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向關(guān)聯(lián)，故而，能夠更好的對(duì)工程中的數(shù)據(jù)以及氣壓工程的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和對(duì)比，所以說，將GPS RTK技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量中，能夠讓工程的定位變得更加的穩(wěn)定，能夠讓工程的施工以及測(cè)量工作變得更加的高效，也能夠讓工程相關(guān)的復(fù)雜工作變得更加的高效和符合要求，因此，GPS RTK技術(shù)值得大力的進(jìn)行推廣。

4　結(jié)束語

本文主要是從三個(gè)方面來對(duì)GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析的，首先，對(duì)GPS RTK技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述，包括GPS RTK技術(shù)的配置、工作原理、數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)特點(diǎn)，其次，對(duì)GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析，即在地形、礦山、地籍、公路中的應(yīng)用，最后，以實(shí)例分析的方式來對(duì)GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

[1]黃燕明.GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用研究 [J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，05：1-2.

[2]葉積龍，張維寬.關(guān)于GPS RTK技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用分析 [J].價(jià)值工程，2012，10：183.

[3]裴德夫，李猷.GPS-RTK技術(shù)及在工程測(cè)量中的應(yīng)用 [J].黑龍江科技信息，2010，28：38+37.

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-329-2

朱偉偉（1989～），女，本科，助理工程師，研究方向?yàn)闇y(cè)繪工程。