試論GPS—RTK技術(shù)在工程測量中的實(shí)際應(yīng)用

王穎昕++王麗娟

【摘要】：GPS-RTK技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如對(duì)作業(yè)的要求比較低，能提高工作效率，且自動(dòng)化程度比較高等，所以其在地籍、水利、建筑等領(lǐng)域的測繪工程中，能夠得到廣泛的應(yīng)用。隨著GPS技術(shù)的應(yīng)用，測繪工程的測量精度有很大幅度的提升，推動(dòng)著測繪行業(yè)的快速發(fā)展。文章針對(duì)GPS-RTK測量技術(shù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】：GPS-RTK技術(shù)；工程測量；技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1.GPS-RTK 技術(shù)概述

1.1 基本工作原理

GPS 的問世，為測量方式帶來了顯著的改變，這有利于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、穩(wěn)定測量。RTK 能夠?qū)σ?guī)定坐標(biāo)系自身的三維坐標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量。可靠、精準(zhǔn)GPS 的達(dá)成離不開載波相位觀測值，其中RTK 技術(shù)便是形成于載波相位觀測值之上的現(xiàn)代檢測技術(shù)，測量結(jié)果可細(xì)化至厘米級(jí)。對(duì)于靜態(tài)相定位測量融入GPS-RTK 能夠?qū)Ω呔葮?biāo)準(zhǔn)的測量任務(wù)實(shí)施控制測量，同時(shí)還可動(dòng)態(tài)檢測定位結(jié)果和精度，全面提升測量效率。

GPS-RTK 具體包含接收機(jī)、流動(dòng)站和基準(zhǔn)站等多個(gè)部分，基本工作原理是選取點(diǎn)位精度優(yōu)良的控制點(diǎn)充當(dāng)測量基準(zhǔn)點(diǎn)，面向基準(zhǔn)站裝設(shè)接收機(jī)，針對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，同時(shí)把觀測得到的數(shù)據(jù)和坐標(biāo)信息利用數(shù)據(jù)鏈傳送至流動(dòng)站，而流動(dòng)站能夠在同一時(shí)間接收衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，利用軟件系統(tǒng)，完成差分和平分處理，以此來獲取流動(dòng)站對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)和精度，實(shí)現(xiàn)工程測量。

1.2 主要的數(shù)據(jù)處理方法

若想讓GPS-RTK 具有優(yōu)良的精準(zhǔn)性，應(yīng)保證基準(zhǔn)站內(nèi)部的三維坐標(biāo)可靠、合理。因GPS-RTK 系統(tǒng)有效運(yùn)用快速分解法和最小二乘搜索法等不同的計(jì)算方法，為此它能夠把整周模糊度高效求解出來。應(yīng)用RTK 的重點(diǎn)是優(yōu)良的數(shù)據(jù)傳輸和可靠的數(shù)據(jù)處理。

1.3 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

RTK 技術(shù)和全站儀等原有的測量技術(shù)相比存在顯著的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下層面：一是作業(yè)效率相對(duì)較高。若GPS-RTK 技術(shù)質(zhì)量相對(duì)優(yōu)良，便能夠一次性檢測半徑近乎5km左右的范圍，進(jìn)而能夠降低控制點(diǎn)數(shù)量，常規(guī)電磁波環(huán)境僅

僅利用幾秒鐘便能夠獲取坐標(biāo)，且測量速度快，能夠顯著降低勞動(dòng)強(qiáng)度。二是作業(yè)條件要求不高。應(yīng)用GPS-RTK 技術(shù)，無需滿足光學(xué)通視，僅僅符合電磁波通視便可，一般不會(huì)受到環(huán)境條件的不良影響。三是定位相對(duì)可靠，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在常規(guī)條件下，只要滿足基礎(chǔ)工作要求，GPS-RTK 便能夠在特定條件下進(jìn)行作業(yè)，且精準(zhǔn)度細(xì)化到厘米。四是作業(yè)集成化和自動(dòng)化程度相對(duì)偏高。GPS RTK 具有突出的測繪功能，同時(shí)便于操作，數(shù)據(jù)處理量較大。無論是內(nèi)業(yè)，還是外業(yè)均十分適用。另外，流動(dòng)站內(nèi)部系統(tǒng)安裝無需人工干預(yù)便能自動(dòng)達(dá)成很多功能，不僅降低了輔助測量強(qiáng)度，而且規(guī)避了人為誤差所帶來的不良影響，有效提升了作業(yè)精準(zhǔn)度。

2.GPS-RTK 在工程測量活動(dòng)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 在施工放樣活動(dòng)中的應(yīng)用

放樣本為測量的主要應(yīng)用分支，無論在地籍測量，還是工程施工中都較為常用。主要要求利用一定方法通過特定儀器將人為設(shè)計(jì)完成的點(diǎn)位在現(xiàn)場清晰標(biāo)定。放樣包含多種方法，如經(jīng)緯儀交會(huì)和全站儀放樣等，通過上述方法獲取點(diǎn)的位置時(shí)，一般需要依照測量結(jié)果合理調(diào)整目標(biāo)，待達(dá)到點(diǎn)位方可。放樣與測圖相同，應(yīng)保證通視良好，具備跑尺者與觀測者，其工作效率一般不高。應(yīng)用GPS- RTK 進(jìn)行放樣時(shí)，能夠在室內(nèi)通過專用軟件把放樣點(diǎn)坐標(biāo)有效編輯好，再傳送至GPS手簿，這樣便能夠在野外操作。在操作過程，依照提示合理挑選放樣點(diǎn)，GPS-RTK 便可動(dòng)態(tài)解算天線對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)，并可和待放樣坐標(biāo)展開對(duì)比，得到坐標(biāo)差異，經(jīng)由手簿界面文字與圖形，進(jìn)而導(dǎo)航到點(diǎn)。

2.2 在水下測量活動(dòng)中的應(yīng)用

通常開展水下測量工作時(shí)，一般應(yīng)指派兩名以上人員照看水位，負(fù)責(zé)驗(yàn)潮工作，同時(shí)波浪和船姿等還會(huì)對(duì)測水工作產(chǎn)生一定的影響。但通過GPS-RTK 開展水下地形測量工作時(shí)，通過其進(jìn)行三維定位不僅速度快，而且精準(zhǔn)，能夠達(dá)到無驗(yàn)潮測水，且波浪也不會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生太大影響，可節(jié)省一定的人力資源。

2.3 在控制測量活動(dòng)中的應(yīng)用

整體控制測量與局部加密控制一般是常規(guī)測量的主要內(nèi)容，整體控制過程一定要思量到后期加密工作如何進(jìn)行。通常因?yàn)樾枰植考用芸刂?，為此?huì)檢測一級(jí)導(dǎo)線，基于此著手圖根控制，造成了人力和物力的不必要浪費(fèi)。但應(yīng)用GPS- RTK 開展控制測量工作時(shí)，首級(jí)控制測量一般不用思量通視方向點(diǎn)，不用進(jìn)行加密控制處理，對(duì)于圖根點(diǎn)測量工作，只要把移動(dòng)站設(shè)置在所需控制點(diǎn)中，平滑采集5S 便能夠獲得坐標(biāo)，進(jìn)而首級(jí)控制挑取點(diǎn)位時(shí)僅僅思量實(shí)用性和設(shè)基準(zhǔn)站的可靠性便可。由此可知，GPS RTK 技術(shù)可顯著提升工作效率，并大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.4 在碎部測量活動(dòng)中的應(yīng)用

原有的碎部測量通常是依照測區(qū)現(xiàn)下圖根控制點(diǎn)，通過平板儀測圖來測圖，應(yīng)用全站儀時(shí)，無論測那個(gè)點(diǎn)，都應(yīng)輸入對(duì)應(yīng)的地物編碼，再通過成圖軟件完成圖形制作工作，但上述方法在實(shí)際應(yīng)用過程要求測站點(diǎn)與待測周圍地物保持通視。同時(shí)，一臺(tái)儀器應(yīng)指派大約三人一起作業(yè)。應(yīng)用GPS-RTK開展測圖工作時(shí)，無需通視，待架設(shè)基站以后，只要一人便可著手測量工作。在測量過程中，當(dāng)測量儀器完全初始化后，面向待測地形地貌碎部點(diǎn)把測桿對(duì)中，待氣泡居中以后，先測幾秒，便能得到該點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)精度滿足標(biāo)準(zhǔn)后便能保存，在保存過程輸入對(duì)應(yīng)的特征編碼，完成某區(qū)域自身地形地物點(diǎn)位測定工作后，經(jīng)由專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理軟件，便能夠輸出各個(gè)測量點(diǎn)。

2.5 在斷面測量活動(dòng)中的應(yīng)用

在斷面測量中應(yīng)用常規(guī)方法通常會(huì)遭遇斷面柱沒有方向點(diǎn)的問題，需要借助很多分站方可完成。但通過GPS-RTK技術(shù)，輔以手薄記錄，運(yùn)用GPS-RTK 技術(shù)能夠全程采集斷面的相關(guān)數(shù)據(jù)，有利于問題的解決，不用思量通視方向與分站測量，并通過手簿動(dòng)態(tài)展現(xiàn)斷面圖結(jié)果，能夠直觀檢測斷面狀況和實(shí)地地形，減輕內(nèi)業(yè)工作量。

結(jié)語

GPS-RTK 技術(shù)憑借精準(zhǔn)、高效和實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在測量活動(dòng)中，優(yōu)化了測量工作，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度，得到了人們的高度關(guān)注?；贕PS-RTK 測量獲取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)構(gòu)建出電子文件，上述數(shù)據(jù)便于保存，十分方便。另外，通過實(shí)踐應(yīng)用還發(fā)現(xiàn)，GPS RTK 技術(shù)具有定位準(zhǔn)確、操作方便的特點(diǎn)，精度與工程測量的標(biāo)準(zhǔn)相符，值得推廣應(yīng)用。

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