GPS-RTK測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

馬亮

（甘肅省水利水電學(xué)校，甘肅 蘭州 730021）

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

馬亮

（甘肅省水利水電學(xué)校，甘肅 蘭州 730021）

文章首先對(duì)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了說明，繼而分析了GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的工作原理，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)GPS-RTK技術(shù)的作業(yè)提出了包括收集控制資料、設(shè)置基準(zhǔn)站、設(shè)置流動(dòng)站、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換以及測(cè)量定位等設(shè)置工作，最后總結(jié)了GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用情況。

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)；高程測(cè)量；地形測(cè)量

RTK技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，使測(cè)繪工作更加方便，GPS應(yīng)用該領(lǐng)域更為廣泛，甘肅省水利水電學(xué)校承擔(dān)著更多水利工程地形測(cè)量，調(diào)查區(qū)域內(nèi)涉及懸崖峭壁、茂密的森林，被測(cè)量的對(duì)象較少，通視條件非常困難，控制點(diǎn)往往難以鋪設(shè)。但使用RTK技術(shù)采集地形點(diǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合全站儀（或水平）方法要進(jìn)行高程測(cè)量，優(yōu)勢(shì)十分突出。

1 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)概述

（1）GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。GPS RTK技術(shù)工作可以GPS定位，大大改變測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)快速和高精度測(cè)量提供技術(shù)支持。RTK是載波相位差技術(shù)，可以實(shí)時(shí)測(cè)量指定坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)。實(shí)現(xiàn)高精度GPS測(cè)量技術(shù)需要應(yīng)用載波相位觀測(cè)值，而RTK技術(shù)基于載波相位觀測(cè)值基于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，測(cè)量精度可達(dá)到厘米級(jí)。

（2）GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的工作原理。在靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量操作中使用GPS RTK技術(shù)，可以對(duì)各種高精度測(cè)量要求進(jìn)行控制操作測(cè)量，并實(shí)時(shí)獲取定位結(jié)果和精度，大大提高測(cè)量效率。GPS RTK組件包括GPS接收機(jī)、基站、移動(dòng)臺(tái)、實(shí)時(shí)差分軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈路。

選擇精確度更高的控制點(diǎn)作為測(cè)量操作的基準(zhǔn)，基站的GPS接收機(jī)，衛(wèi)星連續(xù)觀測(cè)以及通過數(shù)據(jù)鏈路獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)和坐標(biāo)信息到流動(dòng)站。流動(dòng)站同時(shí)接受衛(wèi)星信號(hào)和基站數(shù)據(jù)，應(yīng)用軟件系統(tǒng)，差分和平方處理，以獲得三維坐標(biāo)和精度的流站實(shí)現(xiàn)工程測(cè)量。

2 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)作業(yè)設(shè)置

（1）收集控制資料?？紤]到工程測(cè)量的要求，收集高級(jí)控制點(diǎn)信息等測(cè)量區(qū)域，通過測(cè)試，確保起動(dòng)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

（2）設(shè)置基準(zhǔn)站。一般基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)置在相對(duì)開放的環(huán)境中，合理確定基站的坐標(biāo)，坐標(biāo)的精度決定，對(duì)測(cè)量精度有直接影響；選擇測(cè)量模式，選擇天線類型和站類型。

（3）設(shè)置流動(dòng)站。流動(dòng)臺(tái)無線電臺(tái)應(yīng)內(nèi)置接收無線電臺(tái)，為了保證測(cè)量精度，需要在流量臺(tái)初始化之前進(jìn)行測(cè)量，在初始化過程中應(yīng)同時(shí)保持觀測(cè)5和5顆衛(wèi)星，如少五顆衛(wèi)星，應(yīng)重新初始化。

（4）坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。在工程測(cè)量中，多選局部坐標(biāo)系應(yīng)用，在GPS系統(tǒng)測(cè)量中，WGS-84坐標(biāo)系的坐標(biāo)，需要計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)、系統(tǒng)的坐標(biāo)參數(shù)。

（5）測(cè)量定位。確保坐標(biāo)轉(zhuǎn)換正確后，可在指定區(qū)域進(jìn)行工程測(cè)量。

3 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

（1）控制測(cè)量。測(cè)量操作的控制是工程建設(shè)，項(xiàng)目管理和工程維護(hù)的重要基礎(chǔ)，根據(jù)項(xiàng)目本身的性質(zhì)和規(guī)模，選擇控制網(wǎng)絡(luò)和測(cè)量精度。

（2）城市控制網(wǎng)絡(luò)具有精度高、應(yīng)用頻繁、面積大的特點(diǎn)。但是，城市施工速度較快，施工中控制線容易損壞，影響工程勘察的進(jìn)度和質(zhì)量。在一般項(xiàng)目中，控制網(wǎng)絡(luò)的高精度要求。應(yīng)用GPS RTK技術(shù)來控制測(cè)量，可以在測(cè)量區(qū)域設(shè)置基站，應(yīng)用移動(dòng)站對(duì)每個(gè)控制點(diǎn)的仰角和平面坐標(biāo)，如直接測(cè)量，對(duì)于現(xiàn)場無法設(shè)置控制點(diǎn)，應(yīng)用交叉法間接測(cè)量法控制測(cè)量。GPS RTK精度更高，與傳統(tǒng)的控制測(cè)量方法相比，GPS RTK控制測(cè)量達(dá)到了，不需要點(diǎn)和點(diǎn)保持視野，而且覆蓋面積大，測(cè)量速度和精度更好，項(xiàng)目成本低，從而提高操作效率。

（3）碎部測(cè)量。在傳統(tǒng)破碎部分的測(cè)量操作中，需要設(shè)置控制點(diǎn)并要求車站和測(cè)量點(diǎn)維持可視化，測(cè)量的實(shí)現(xiàn)需要兩三個(gè)人完成協(xié)作。應(yīng)用RTK映射，無法設(shè)置控制點(diǎn)，只有一個(gè)工作人員攜帶儀器在破損部分的位置輸入特征碼，通過映射軟件，繪制地形圖，破壞部分測(cè)量只需輸入折點(diǎn)坐標(biāo)及其屬性信息輸入，采集速度非?？欤成潆y度低，測(cè)量質(zhì)量更好。

（4）施工放樣。在使用RTK進(jìn)行放樣的工程測(cè)量中，只需要放樣參數(shù)，如放樣起點(diǎn)坐標(biāo)、放樣終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線角度和半徑參數(shù)，例如輸入到RTK控制器，就可以進(jìn)行構(gòu)造。RTK放樣方式靈活，支持站放樣和配套放樣，并在放樣過程中，可有效控制誤差，消除累積誤差，保證放樣精度。

4 GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用是在隧道工程的1：500地形圖的鉆孔工作中進(jìn)行的。測(cè)量區(qū)域的高程高，達(dá)到3500m，測(cè)量區(qū)域的地形非常復(fù)雜，植被密集。更好的測(cè)量條件，在工程測(cè)量中，應(yīng)用常規(guī)測(cè)量方法，在短時(shí)間內(nèi)不能完成映射操作，為了降低測(cè)量強(qiáng)度和提高測(cè)量效率，決定在映射操作中應(yīng)用GPS RTK技術(shù)。共有4個(gè)人，其中一個(gè)基站，其他三個(gè)人負(fù)責(zé)流動(dòng)站的建立和運(yùn)行，3天后完成測(cè)量面積2.5km2內(nèi)的1：500地形圖進(jìn)行測(cè)量。

5 結(jié)語

RTK測(cè)量技術(shù)是一種先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，可為測(cè)量工作帶來極大地便利。通過測(cè)量實(shí)踐表明：使用RTK測(cè)量可以提高效率和降低成本；在高精度的情況下，可以結(jié)合全站儀（或水平儀）方式進(jìn)行測(cè)試，克服“通視條件”，“測(cè)站測(cè)定”等制約，大大降低了測(cè)繪人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加上目前儀器的價(jià)格相對(duì)較低，已成為測(cè)繪儀器首選設(shè)備。

［1］陳國新.GPS RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用［J］.中國錳業(yè)，2016，5（4）：842-844.

［2］王麗穎.GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2016，3（17）：905-906.

［3］吳遠(yuǎn)見.淺析GPS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2016，6（9）：809-811.

馬亮（1982-），男，陜西延安人，大學(xué)本科，講師，主要研究方向：水利工程、工程測(cè)量。