GPS RTK在市政工程測(cè)量中的有效運(yùn)用

（南京市測(cè)繪勘察研究院 江蘇 南京 210009）

GPS RTK在市政工程測(cè)量中的有效運(yùn)用

湯 勇

（南京市測(cè)繪勘察研究院 江蘇 南京 210009）

隨著我國(guó)科技的飛速發(fā)展，近些年來(lái)GPS-RTK技術(shù)的研發(fā)以及在開(kāi)展相關(guān)市政工程測(cè)量工作中被大量運(yùn)用。由于傳統(tǒng)的市政測(cè)量方法在工作運(yùn)用中誤差較大、工作效率低下、制約條件也較多，已經(jīng)不能滿足當(dāng)下當(dāng)代社會(huì)市政工程測(cè)量的工作需要。而GPS-RTK的技術(shù)在一定程度上保證了市政工程測(cè)量工作的測(cè)量精準(zhǔn)程度，取代了傳統(tǒng)的市政工程測(cè)量工具。本文簡(jiǎn)要闡述了GPS-RTK的工程測(cè)量原理，分析了其在市政工程測(cè)量工作中的優(yōu)勢(shì)所在，以及GPS-RTK在市政工程測(cè)量工作中的具體運(yùn)用，進(jìn)而對(duì)GPS-RTK在市政工程測(cè)量工作中的不足之處提出相應(yīng)優(yōu)化措施，從而使得GPS-RTK技術(shù)能夠?yàn)榻o我國(guó)的市政工程測(cè)量工作做出巨大貢獻(xiàn)。

GPS-RTK技術(shù)；市政工程測(cè)量工作；應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

引言：GPS-RTK技術(shù)是我國(guó)當(dāng)前一張實(shí)時(shí)測(cè)量的動(dòng)態(tài)技術(shù)。隨著我國(guó)當(dāng)前科技水平的日益提高，全球定位系統(tǒng)也隨之快速發(fā)展，GPS-RTK技術(shù)在我國(guó)當(dāng)前的測(cè)量工作中也得到了廣泛應(yīng)用，尤其是市政工程測(cè)量工作中的應(yīng)用日益成熟。人們隨著社會(huì)的水平的不斷提高，相應(yīng)的對(duì)市政測(cè)量工作的要求也越來(lái)越高。雖然我國(guó)當(dāng)前大量市政工程測(cè)量單位已經(jīng)采用了當(dāng)前較為先進(jìn)的電子測(cè)量工具開(kāi)展市政工程測(cè)量得具體工作，但是在很多時(shí)候電子設(shè)備也具有一定的缺陷與不足，因此還需要借助傳統(tǒng)的工程測(cè)量方法進(jìn)行輔助測(cè)量，從而使得測(cè)量工程的進(jìn)度很慢，測(cè)量效率十分低下，因此為了解決電子設(shè)備進(jìn)行市政工程測(cè)量的不足之處，從而研發(fā)了GPS-RTK技術(shù)來(lái)進(jìn)行市政工程測(cè)量工作，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)以及電子設(shè)備在測(cè)量中所存在的缺陷。

一、GPS-RTK技術(shù)的工程測(cè)量原理

GPS-RTK適時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)稱為RTK技術(shù)，此技術(shù)的研發(fā)是為了達(dá)到市政工程測(cè)量工作時(shí)所得測(cè)量結(jié)果的高度精確、能夠承載相位觀測(cè)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。當(dāng)前我國(guó)的GPS系統(tǒng)所能夠滿足的定位精確程度一般情況下是10M左右，精確程度過(guò)高。因此工程測(cè)量單位為了獲得更高更具精準(zhǔn)度的定位數(shù)據(jù)，就選擇采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行市政工程測(cè)量。GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量系統(tǒng)通常有GPS的信號(hào)接收、可以將測(cè)量所得數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、以及將傳輸所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的三大主要組成部分構(gòu)成。GPS-RTK測(cè)量工具在測(cè)量工作的時(shí)候所采用的技術(shù)就是差分的技術(shù)原理。主要由兩個(gè)測(cè)站點(diǎn)的載波量進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，進(jìn)而將觀測(cè)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理的差分方法【1】。通過(guò)在已知據(jù)點(diǎn)的衛(wèi)星上安裝GPS，然后在安裝GPS過(guò)后的衛(wèi)星上設(shè)置一臺(tái)GPS數(shù)據(jù)接收機(jī)，將所實(shí)時(shí)測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)傳送到基地的電臺(tái)載波上進(jìn)行發(fā)射，其次再將GPS衛(wèi)星與載波進(jìn)行對(duì)位觀測(cè)量法，還可以經(jīng)過(guò)流通站電臺(tái)接受基地電臺(tái)所發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)，從而獲得相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)，流通站的GPS接收器可以將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行再次利用從而得出流動(dòng)站載波的相對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)，從而獲獲得精度的測(cè)量數(shù)據(jù)，其精準(zhǔn)程度甚至可以達(dá)到厘米之內(nèi)。

GPS-RTK技術(shù)的設(shè)置主要核心就是將初始的大范圍模糊數(shù)據(jù)通過(guò)一系列的結(jié)算過(guò)程，將其數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈的傳輸轉(zhuǎn)換成為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，數(shù)據(jù)鏈在傳輸?shù)倪^(guò)程中還有著精準(zhǔn)的可靠性以及抗干擾特性。GPS-RTK的設(shè)置運(yùn)行原理雖然較為負(fù)責(zé)，但是在面對(duì)各種情況下就可以熟練了解，很多自應(yīng)用的時(shí)候，通常都是以較為簡(jiǎn)單方便的接收數(shù)據(jù)，如果出現(xiàn)有足夠好的衛(wèi)星GPS技術(shù)，擁有較好的幾何分布就可以很大程度上高效利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量。但是在采用的同時(shí)還必須考慮如何將基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)通訊效果保持良好的問(wèn)題。因此GPS-RTK技術(shù)盡管設(shè)計(jì)原理較為復(fù)雜，但是實(shí)際應(yīng)用操作起來(lái)卻是極為簡(jiǎn)單，尤其廣泛用于市政工程測(cè)量工作。

二、GPS-RTK用于市政工程測(cè)量工作優(yōu)勢(shì)所在

市政工程測(cè)量工作不同于其他項(xiàng)目工程的測(cè)量，市政工程測(cè)量工作自身具有著區(qū)別于其他測(cè)量工作的顯著特點(diǎn)。市政工程在絕大多數(shù)時(shí)候都呈現(xiàn)的是狹長(zhǎng)的形狀，如果在開(kāi)展測(cè)量工作的時(shí)候，選擇采用GPS-RTK靜態(tài)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)初始布控工作之后，進(jìn)行導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行加密工作或者在整個(gè)測(cè)量工作中都選擇采用靜態(tài)的GPS-RTK技術(shù)的話，那么整個(gè)測(cè)量工作的工作量都會(huì)加倍，從而導(dǎo)致無(wú)法完成工程的要求；還有由于我國(guó)的土地資源較為緊缺，因此在進(jìn)行地形圖設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)y(cè)量工作的精準(zhǔn)度要求較高，從而地形測(cè)量工作的工作量就會(huì)很大程度的加大。那么GPS-RTK的應(yīng)用正好可以解決這些問(wèn)題。

比如在GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于市政測(cè)量工作的過(guò)程中，通常有著及其高效的測(cè)量效率，可以在極短的時(shí)間內(nèi)得到坐標(biāo)，完成測(cè)量作業(yè)，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的測(cè)量誤差，從而在很大程度提高了測(cè)量工作的測(cè)量進(jìn)度。在進(jìn)行工程作業(yè)的過(guò)程中，只要施工條件能夠滿足一定的GPS-RTK技術(shù)要求，那么施工測(cè)量時(shí)就可以將具體的精準(zhǔn)程度控制在厘米范圍之內(nèi)，而當(dāng)前GPS-RTK技術(shù)是其他市政工程施工測(cè)量方面所無(wú)可比及的；在應(yīng)用過(guò)程中還有極高的精準(zhǔn)程度，不會(huì)出現(xiàn)積累測(cè)量誤差的現(xiàn)象；GPS-RTK技術(shù)能夠在測(cè)量過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大量自動(dòng)性的測(cè)量繪制功能，從而減少許多需要輔助測(cè)量的工作，減少了工作量以及人為輔助測(cè)量所造成的誤差，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量工作所得數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度與集成化的有效提高；在使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行市政工程測(cè)量工作過(guò)程中，可以根據(jù)不同的市政工程施工地勢(shì)進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)量，并且有著極大的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，通過(guò)在既定的測(cè)量位置設(shè)置合理規(guī)范性的布點(diǎn)，就可以有效的完成大約4KM之內(nèi)的測(cè)量距離，并且在后續(xù)的電磁波工作開(kāi)展中能夠很大程度的加強(qiáng)GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量工序進(jìn)度，減輕市政工程的測(cè)量工作壓力，與此同時(shí)還能夠有效的節(jié)省市政工程測(cè)量工作的成本投入；GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量精準(zhǔn)程度很高，可以有效的避免由于測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)一定的數(shù)據(jù)誤差而致使的工程返工。而相較于傳統(tǒng)的市政工程測(cè)量技術(shù)則需要設(shè)置更多的布點(diǎn)，增加了勞動(dòng)工作量也提升了工程的成本投入；在使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行市政工程測(cè)量時(shí)，GPS的使用要求不高，不需要對(duì)工程中很多設(shè)置進(jìn)行必要的要求，測(cè)量過(guò)程中可視性很強(qiáng)，對(duì)測(cè)量所得數(shù)據(jù)能夠很大精準(zhǔn)度的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以及最主要的是雖然GPS-RTK技術(shù)的原理復(fù)雜，但是在具體應(yīng)用過(guò)程中就很簡(jiǎn)便，有利于市政測(cè)量工作的高效開(kāi)展；GPS-RTK技術(shù)在使用過(guò)程中對(duì)于工程的地勢(shì)情況沒(méi)有過(guò)多的限制，能夠?qū)?fù)雜的有障礙性的地質(zhì)開(kāi)展相對(duì)簡(jiǎn)便高效的測(cè)量工序，提高了市政工程測(cè)量的高效性。

三、GPS-RTK技術(shù)在市政測(cè)量工作的具體應(yīng)用

3.1地形測(cè)量

GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于市政工程測(cè)量工作的時(shí)候，可以對(duì)市政工程測(cè)量過(guò)程中所得測(cè)量數(shù)據(jù)得具體地理位置標(biāo)注出來(lái)，從而使得測(cè)量工作所得測(cè)量數(shù)據(jù)的生動(dòng)想象性，進(jìn)而在對(duì)測(cè)量所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)提高了測(cè)量準(zhǔn)確性，能夠最大程度的將市政測(cè)量工作的地形很好的展現(xiàn)出來(lái)【2】。比如在進(jìn)行市政工程測(cè)量工作中，對(duì)檢查井的設(shè)置施工是開(kāi)展測(cè)量工作所不可缺少的，因此為了確定具體的檢查井的位置，就要通過(guò)GPS-RTK技術(shù)對(duì)其準(zhǔn)確位置進(jìn)行三維坐標(biāo)標(biāo)注，并且給予相應(yīng)檢查井編號(hào)，在測(cè)量過(guò)程中按照編號(hào)順序進(jìn)行逐一測(cè)量，然后根據(jù)采用GPS-RTK技術(shù)所得出的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行草圖繪制，以便于下一步測(cè)量工作以及繪制地形圖的工作有效開(kāi)展。

3.2控制測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度

GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量所得數(shù)據(jù)可以達(dá)到及其精準(zhǔn)的程度，通過(guò)在市政工程測(cè)量工作中的應(yīng)用，將測(cè)量所得數(shù)據(jù)精確至厘米，可以將GPS-RTK技術(shù)有效用于控制測(cè)量方面的工作。比如在開(kāi)展測(cè)量工作的過(guò)程中需要進(jìn)行對(duì)道路中的打樁工程進(jìn)行相關(guān)測(cè)量的時(shí)候，打樁的位置應(yīng)該與工程設(shè)計(jì)的圖紙相符，那么這就需要所測(cè)的數(shù)據(jù)具有高度的精準(zhǔn)程度，因此GPS-RTK技術(shù)就被廣泛的應(yīng)用于市政測(cè)量工作。正因GPS-RTK技術(shù)在市政測(cè)量工作中的應(yīng)用，獲得了及其精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，從而使得市政工程的施工質(zhì)量得到了有效保障。比如在對(duì)某市政工程開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，可以通過(guò)采用設(shè)置一個(gè)節(jié)點(diǎn)的方法進(jìn)行測(cè)量基準(zhǔn)站之間的測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，從而發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)站與節(jié)點(diǎn)1-6KM之間的所產(chǎn)生的測(cè)量誤差數(shù)值是42CM，進(jìn)行平面坐標(biāo)點(diǎn)之間的測(cè)量誤差值為2.9CM，此種測(cè)量數(shù)據(jù)滿足了GPS-RTK技術(shù)的導(dǎo)線精度要求。某工程在進(jìn)行測(cè)量工作的開(kāi)展中，繪制了1:1000的地形圖，而測(cè)量所得的長(zhǎng)寬數(shù)值分別為7.2和.065KM，整個(gè)測(cè)量工作區(qū)通過(guò)采用GPS-RTK技術(shù)的接收機(jī)械設(shè)施均勻的測(cè)得了四個(gè)GPS點(diǎn)以及21個(gè)一級(jí)的GPS點(diǎn)距離。采用GPS-RTK技術(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)間的控制從而有效的對(duì)工程的控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并且可以對(duì)工程節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)性的精準(zhǔn)程度進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)前對(duì)GPS-RTK技術(shù)的測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)采集和測(cè)量工作進(jìn)行明確的條例規(guī)定，因此在開(kāi)展市政工程的測(cè)量工作發(fā)展中，使用高效的精準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行工程的數(shù)據(jù)測(cè)量，提高測(cè)量的準(zhǔn)確高效性。

四、GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用不足之處進(jìn)行優(yōu)化

4.1 GPS-RTK技術(shù)的不足之處

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在市政工程的測(cè)量工作進(jìn)展中雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，便于市政工程測(cè)量工作的開(kāi)展，但是在具體應(yīng)用過(guò)程中也有其不足之處。比如在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)的過(guò)程中，既然GPS-RTK技術(shù)取決于衛(wèi)星進(jìn)行有效數(shù)據(jù)的測(cè)量工作開(kāi)展，那么就必定受到衛(wèi)星的限制，當(dāng)衛(wèi)星處于某一地域使得此時(shí)接收不到衛(wèi)生信號(hào)的時(shí)候，那么就很容易產(chǎn)生測(cè)量誤差；在使用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，還受天氣自然環(huán)境的影響，在某一時(shí)間段可能會(huì)增長(zhǎng)系統(tǒng)初始化 的時(shí)間，致使測(cè)量工作不能及時(shí)進(jìn)行；還有當(dāng)GPS-RTK的衛(wèi)星信號(hào)受到各種高大型物體遮擋信號(hào)的時(shí)候，就會(huì)對(duì)GPS-RTK技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行干擾，從而影響測(cè)量工作。

4.2 GPS-RTK技術(shù)優(yōu)化

可以通過(guò)采取相應(yīng)措施削減高大物體對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行干擾的情況【3】，比如選擇性能較為良好的接收設(shè)備，或者將GPS-RTK的基準(zhǔn)站設(shè)置在無(wú)干擾、無(wú)反射物的區(qū)域，從而減少數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的干擾；或者對(duì)已知據(jù)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化利用，對(duì)數(shù)據(jù)的控制點(diǎn)進(jìn)行合理選額，根據(jù)不同的情況地勢(shì)采用不同的優(yōu)化方法，從而做好控制點(diǎn)等級(jí)的優(yōu)化工作；或者對(duì)GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行有愛(ài)好，采用合理的GPS-RTK所得參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換工作，從而提高參數(shù)擬合時(shí)候的精準(zhǔn)程度。

五、結(jié)語(yǔ)

GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量工作中的使用，很大程度的提升了測(cè)量的精準(zhǔn)程度以及測(cè)量工作效率，推動(dòng)了我國(guó)工程測(cè)量工作的進(jìn)展。但是由于當(dāng)前對(duì)于GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，沒(méi)有進(jìn)行技術(shù)方面的規(guī)定限制，因此GPS-RTK技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中還存在一定的缺陷，而我們?cè)趹?yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行市政工程測(cè)量的過(guò)程中應(yīng)該積極的推進(jìn)新型技術(shù)的使用，發(fā)現(xiàn)其中的不足之處，對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的改革，從而提升我國(guó)市政工程測(cè)量工作的整體測(cè)量成效。

[1]韓耀輝, 劉風(fēng). GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在市政道路工程中的應(yīng)用探究[J]. 工程技術(shù):全文版, 2016(12):00225-00225.

[2]鄒嘉. RTK測(cè)量技術(shù)在市政工程測(cè)量中的優(yōu)化應(yīng)用分析[J]. 工程技術(shù):引文版, 2016(12):00189-00189.

[3]莊友鵬. GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)在市政勘測(cè)中的應(yīng)用[J]. 江西建材, 2016(8):234-234.

K928

B

1007-6344（2017）06-0131-02

湯勇 男 1982.3.28 漢，本科，職稱：工程師，研究方向：測(cè)繪 ，工作單位：南京市測(cè)繪勘察研究院