關(guān)于GPSRTK技術(shù)在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用分析

葉超

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，GPS技術(shù)在民用領(lǐng)域尤其是地質(zhì)工程測量領(lǐng)域，有著越來越深入且廣泛的應(yīng)用，提高測量科學(xué)性和精準(zhǔn)度的同時(shí)，對(duì)于技術(shù)應(yīng)用提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。與GPS技術(shù)相比，RTK技術(shù)的應(yīng)用研究相對(duì)較晚，但RTK技術(shù)的引入，在保留全球定位技術(shù)精確度特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了測量速度，促使地質(zhì)工程測量由慢到快速的轉(zhuǎn)變和發(fā)展。筆者即從地質(zhì)工程測量入手，就GPS RTK技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，發(fā)表幾點(diǎn)看法，以供相關(guān)單位參考。

關(guān)鍵詞：GPSRTK技術(shù)；地質(zhì)工程測量；應(yīng)用

GPS技術(shù)（全球定位技術(shù)）在民用領(lǐng)域的開放和應(yīng)用，極大地提高了地質(zhì)工程測量的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了全天候的精準(zhǔn)測量功能。但GPS技術(shù)也存在著測量周期長、測量工作復(fù)雜等問題，限制著地址工程測量的良性發(fā)展。RTK（Real-timekinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)，是一種新型的GPS技術(shù)，雖然這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展起步較晚，但其進(jìn)一步以提高了GPS技術(shù)的定位精度和測量速率，實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)的外業(yè)測量作業(yè)功能。因此，從地質(zhì)工程測量入手，針對(duì)GPS RTK技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)行相應(yīng)的分析和探討，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、GPS RTK技術(shù)基本內(nèi)涵分析

（一）GPS技術(shù)概述

GPS（Global Positioning Sys～m）全球定位系統(tǒng)，是建立在通訊技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展得到的一種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，主要借助導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)測距和測時(shí)功能。GPS技術(shù)于上世紀(jì)七十年代由美國率先開始研制，并于1994年建成了具有實(shí)時(shí)三位定位及導(dǎo)航能力的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS技術(shù)的提出主要是為了滿足軍事領(lǐng)域的定位和導(dǎo)航需求，但隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，GPS技術(shù)在民用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，憑借GPS高精度、全天候、自動(dòng)化等技術(shù)特征，有效地提高了地質(zhì)工程測量等工作的科學(xué)性和有效性，促進(jìn)了我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的良性發(fā)展。

（二）RTK技術(shù)概述

RTK（Real-timekinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)，是GPS技術(shù)的一種新型測量方法。對(duì)于傳統(tǒng)的GPS技術(shù)來說，無論是靜態(tài)測量、動(dòng)態(tài)測量或是快速靜態(tài)測量，想要得到厘米級(jí)精度的定位結(jié)果，都需要通過測量后復(fù)雜的解算得到。與此相比，RTK技術(shù)通過載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法，實(shí)現(xiàn)了戶外實(shí)時(shí)的厘米級(jí)定位精度測量，有效提高了地質(zhì)工程測量戶外測量作業(yè)的工作效率和工作質(zhì)量。

載波相位觀測值是進(jìn)行高精度GPS測量重要的實(shí)施基礎(chǔ)，RTK技術(shù)就是建立在載波相位觀測值基礎(chǔ)上的一種動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)定位技術(shù)。就RTK技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐而言，其可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的三位定位結(jié)果輸送（在指定的坐標(biāo)系內(nèi)），并且定位結(jié)果的精度可達(dá)到厘米級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)。RTK測量作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站與流動(dòng)站間借助數(shù)據(jù)鏈完成測站坐標(biāo)信息和觀測值的傳輸。流動(dòng)站除了接收基準(zhǔn)站傳輸來的數(shù)據(jù)外，同時(shí)接收GPS相應(yīng)的觀測數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)內(nèi)對(duì)應(yīng)的差分觀測值，最終得出厘米級(jí)的定位結(jié)果。整個(gè)測量過程不會(huì)超過IS。RTK測量過程中，流動(dòng)站可以為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也可以是靜止?fàn)顟B(tài)，但必須保持至少四顆衛(wèi)星對(duì)應(yīng)相位觀測值的實(shí)施跟蹤，以及相應(yīng)的幾何體形，以確保滿足流動(dòng)站定位結(jié)果的得出需求。絕對(duì)定位基本原理如下圖所示。

二、地質(zhì)工程測量領(lǐng)域中的GPS RTK技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐分析

（一）GPS技術(shù)在地質(zhì)工程測量領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用分析

對(duì)于地質(zhì)工程測量來說，其測量作業(yè)環(huán)境客觀存在著巨大的工作限制，加之地質(zhì)工程測量的高強(qiáng)度、低效率、以及超長周期特征影響，僅依靠人力完成地質(zhì)工程測量工作，并獲得相應(yīng)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)是不現(xiàn)實(shí)的。傳統(tǒng)模式下，地質(zhì)工程測量工作主要依靠電子全站儀完成，在外業(yè)測量作業(yè)實(shí)踐中，客觀存在著一定的不足和缺陷，較容易受到環(huán)境因素的干擾和影響，測量精度得不到有效的保障。GPS技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，有效解決了傳統(tǒng)地質(zhì)工程測量的工作不足，避免了環(huán)境因素對(duì)于地質(zhì)工程測量的測量干擾，從根本上提高了地質(zhì)工程測量的科學(xué)性和有效性。另外，與傳統(tǒng)的地質(zhì)工程測量工作模式相比，GPS技術(shù)的測量操作更加簡便，更加契合地質(zhì)工程測量的實(shí)際發(fā)展需求。

（二）RTK技術(shù)在工程地質(zhì)測量領(lǐng)域的時(shí)間應(yīng)用分析

RTK作為一種新型的GPS測量方法，在地質(zhì)工程領(lǐng)域的起步發(fā)展相對(duì)較晚，但RTK技術(shù)的引入，有效提高了地質(zhì)工程測量的測量效率和精確度，極大地促進(jìn)了我國地質(zhì)工程測量的良性發(fā)展。RTK技術(shù)的應(yīng)用流程，如下圖所示。

1、地質(zhì)工程概況分析

確定地質(zhì)工程測量區(qū)域后，GPS RTK技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用需遵守如下工作流程：一，測量作業(yè)過程中，相關(guān)工作人員需做好測量區(qū)域內(nèi)的踏勘工作，并收集勘測區(qū)域內(nèi)中央子午線、高程、以及坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。同時(shí)，測量人員還需完成各勘測點(diǎn)的布置控制工作，布置控制點(diǎn)數(shù)量應(yīng)控制在5個(gè)以上，重點(diǎn)控制控制點(diǎn)布置的均勻性；二，基站架構(gòu)應(yīng)布置于勘察區(qū)域的中心位置，并優(yōu)先考慮高海拔、無遮攔的區(qū)域，以確保測量工作質(zhì)量。同時(shí)電臺(tái)附近應(yīng)避免存在大功率的通信干擾設(shè)備和水源，以防止信號(hào)干擾問題的發(fā)生；三，測量項(xiàng)目的構(gòu)建以及移動(dòng)點(diǎn)的設(shè)立，均需嚴(yán)格遵照手簿要求進(jìn)行，均勻完成三個(gè)已知坐標(biāo)的布置后，即應(yīng)對(duì)于參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的解答。站點(diǎn)功能除接收GPS設(shè)備發(fā)射信號(hào)外，還要接受基準(zhǔn)點(diǎn)傳輸來的數(shù)據(jù)，同時(shí)還要接收由偽距數(shù)差轉(zhuǎn)換得到的數(shù)值以及載波對(duì)應(yīng)的檢查信息，傳輸流程總耗時(shí)約為1分鐘。

2、線路中線布置要點(diǎn)分析

地質(zhì)工程測量過程中，GPS RTK的中線布置工作，可借助中線和對(duì)地質(zhì)電力線完成放樣，同時(shí)中線布置工作應(yīng)由一人負(fù)責(zé)進(jìn)行。完成坐標(biāo)數(shù)據(jù)、終點(diǎn)坐標(biāo)參數(shù)、曲線轉(zhuǎn)角參數(shù)等數(shù)據(jù)在RTK系統(tǒng)中的輸入后，即可開始相應(yīng)的放樣工作。與傳統(tǒng)工作模式相比，基于RTK技術(shù)的放樣操作在靈活性方面更具有優(yōu)勢，并且可以借助樁號(hào)和坐標(biāo)完成放樣。從放樣操作實(shí)踐的角度分析，測量人員將箭頭控制在位移方向位置，即可通過前后、左右的移動(dòng)調(diào)整，減小至消除誤差。

3、把握測量要點(diǎn)分析

為進(jìn)一步保障工程數(shù)據(jù)的科學(xué)性和有效性，滿足工程設(shè)計(jì)以及建設(shè)的實(shí)際要求，地質(zhì)工程測量控制系統(tǒng)還應(yīng)得到進(jìn)一步的擴(kuò)大，并且其面積高、寬效率和準(zhǔn)確度還需進(jìn)一步的提高。對(duì)于多數(shù)工程來說，其對(duì)應(yīng)的一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)導(dǎo)線都包含于地質(zhì)地面，這種認(rèn)識(shí)也逐漸成為一種常識(shí)被人們所熟知和遵守。但在我國工程建設(shè)發(fā)展過程中，這一常識(shí)開始被越來越多的人所忽略，嚴(yán)重降低了工程檢測的科學(xué)性。通過合理的技術(shù)運(yùn)用，較少地質(zhì)工程測量過程中不必要的數(shù)據(jù)處理過程，進(jìn)而提高測量數(shù)據(jù)的科學(xué)性和有效性，提高地質(zhì)工程測量工作的實(shí)際效用。

結(jié)語：綜上所述，隨著地質(zhì)工程測量的不斷發(fā)展，其對(duì)于測量精度和測量效率提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。RTK技術(shù)作為GPS技術(shù)的一種新型測量方法，其在檢測效率和精度方面更具有應(yīng)用優(yōu)勢。因此，相關(guān)單位應(yīng)全面重視GPS RTK技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，不斷提高地質(zhì)工程檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和有效性，促進(jìn)我國工程建設(shè)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。endprint