GPS—RTK定位技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

于海娜

摘 要：隨著各種高新技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的各項(xiàng)工程施工的效率有了顯著的改善，與此同時(shí)，工程對(duì)施工的質(zhì)量也有了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。就測(cè)繪工程來講，工程的高質(zhì)量完成要求定位及各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)必須足夠精確。GPS技術(shù)的定位雖然已經(jīng)比較準(zhǔn)確，但其精確程度還是難以適應(yīng)測(cè)繪工程的要求。在GPS技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展形成GPS-RTK技術(shù)有傳統(tǒng)的GPS技術(shù)難以達(dá)到的高精度，將其應(yīng)用于測(cè)繪工程的定位中，能夠保證定位工作的高質(zhì)量完成，進(jìn)而促進(jìn)測(cè)繪工作的高效進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK定位技術(shù)；測(cè)繪工程；實(shí)際應(yīng)用

GPS-RTK技術(shù)是以傳統(tǒng)的GPS技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展形成的一種新興技術(shù)，其精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GPS技術(shù)，測(cè)量最小單位可以達(dá)到厘米的水平。另外，應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行定位工作，能夠比較高效的得出在既定的坐標(biāo)系中，流動(dòng)站的具體坐標(biāo)。GPS-RTK技術(shù)，主要由數(shù)據(jù)鏈和基準(zhǔn)站，已經(jīng)移動(dòng)站幾個(gè)成分組成。這三個(gè)成分在工作過程中，通過對(duì)衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)、對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳輸以及對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確分析，將能夠得出具體的定位信息。所得出的定位信息通暢準(zhǔn)確度很高，能夠使測(cè)繪工作高效完成。

1 GPS-RTK技術(shù)

GPS-RTK技術(shù)是基于傳統(tǒng)的GPS技術(shù)發(fā)展形成的一種新興的定位技術(shù)。這種技術(shù)主要通過對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分發(fā)是應(yīng)用，對(duì)測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確定位的一種技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的GPS技術(shù)所無法實(shí)現(xiàn)的在測(cè)量的過程中完成定位工作。傳統(tǒng)的GPS技術(shù)由于性能限制，在定位工作進(jìn)行的過程中，需要先進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，在通過分析，得出定位結(jié)果。相比于GPS定位技術(shù)，GPS-RTK技術(shù)定位所用時(shí)間較少，節(jié)省了定位工作所用的時(shí)間，能夠更高效率的完成定位工作。

1.1GPS-RTK定位方法

GPS接收機(jī)在RTK定位時(shí)，要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地通過數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)把實(shí)時(shí)觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)（偽距觀測(cè)值，相位觀測(cè)值等）以及用戶輸入的信息（測(cè)站坐標(biāo)、坐標(biāo)系統(tǒng)等）傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)；流動(dòng)站進(jìn)行工作時(shí)，通過數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)接收基準(zhǔn)站所發(fā)射的信息，同時(shí)不停地采集衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)將載波相位觀測(cè)值實(shí)時(shí)進(jìn)行差分處理，得到基準(zhǔn)站和流動(dòng)站基線向量（ΔX，ΔY，ΔZ），基線向量加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)得到流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)，再通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換出流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)X，Y和海拔高h(yuǎn)。流動(dòng)站進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；流動(dòng)站可以在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的求解，在整周未知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持4顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。

1.2定位誤差

再精確的技術(shù)，在使用的過程當(dāng)中，也會(huì)難以避免的存在誤差。有些誤差可以進(jìn)量避免，但有些誤差是由現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展水平?jīng)Q定的，則無法避免。通過合理的誤差分析，我們可以了解產(chǎn)生誤差的具體環(huán)節(jié)，進(jìn)而避免對(duì)工程帶來的更大的影響。

1.2.1固有誤差

目前現(xiàn)有的能夠?yàn)镚PS-RTK技術(shù)服務(wù)的技術(shù)設(shè)備，其自身都會(huì)存在著一定的固有誤差。比如，設(shè)備工作過程中產(chǎn)生的噪聲、設(shè)備天線的結(jié)構(gòu)以及信息輸送通道對(duì)信息的傳播延遲等，這些誤差都是設(shè)備在生產(chǎn)之初就存在的，在現(xiàn)有的技術(shù)范圍內(nèi)都是難以得到有效解決的。雖然通過某些手段可以減小這些誤差，但是對(duì)誤差的減小也會(huì)伴隨著副作用的產(chǎn)生。通常情況下，這些手段也會(huì)對(duì)GPS-RTK定位工作的準(zhǔn)確度造成影響。

1.2.2公有誤差

測(cè)繪工作的進(jìn)行，一定會(huì)伴隨著公有誤差的存在。比圖，衛(wèi)星鐘在運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)誤差，電離層和對(duì)流層在工作的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)誤差。雖然這而誤差可以通過某些技術(shù)大幅度的減少，但是如果想要完全消除，幾乎不可能。而通過技術(shù)手段消除后的剩余誤差，則會(huì)隨著定位工作的進(jìn)行而逐漸增大。因此，這類消除公有誤差的必要性不是很大。

2 GPS-RTK技術(shù)在測(cè)繪工程中的相關(guān)應(yīng)用

2.1控制測(cè)量中的應(yīng)用

在常規(guī)的測(cè)量過程中，主要分為兩方面，一方面是局部加密控制測(cè)量，另一方面則是整體控制測(cè)量。通常在對(duì)整體測(cè)量進(jìn)行控制時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)該充分考慮到后期的加密環(huán)節(jié)，而在進(jìn)行局部加密控制時(shí)，又需要對(duì)一級(jí)導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，以此為基礎(chǔ)而進(jìn)行圖根控制，這就勢(shì)必需要投入大量的人力和物力，近而加大了經(jīng)濟(jì)成本。但是，如果采用 GPS- RTK 定位技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量的過程中，并不需要進(jìn)行繁瑣的加密控制，在開展測(cè)導(dǎo)線測(cè)圖根點(diǎn)工作時(shí)，只要將移動(dòng)站根據(jù)控制點(diǎn)要求進(jìn)行平滑，就可以準(zhǔn)確采集出坐標(biāo)。因此，測(cè)量人員在選擇首級(jí)控制點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮基準(zhǔn)站的安全性問題即可。可以說，這種新型測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)，不僅有效提高了測(cè)量工作效率，減少了測(cè)量人員繁重的工作任務(wù)量，同時(shí)也充分保障了測(cè)量結(jié)果的精確性。

2.2施工放樣中的應(yīng)用

施工放樣作為測(cè)繪工程中重要的組成部分，一般比較常用于地地籍測(cè)量與工程施工中，相關(guān)工作人員通常需要采用測(cè)量?jī)x器設(shè)備將事先設(shè)計(jì)完成的點(diǎn)位在實(shí)地中進(jìn)行標(biāo)定。其中，我國現(xiàn)行的放樣方法有很多種，常見的有距離交會(huì)、經(jīng)緯儀交會(huì)等等，在使用這些方法對(duì)出點(diǎn)位置進(jìn)行放樣的過程中，測(cè)量人員還需要根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)目標(biāo)進(jìn)行來回移動(dòng)，直到達(dá)到點(diǎn)位設(shè)計(jì)要求為止。其實(shí)，放樣與測(cè)圖并不區(qū)別，同樣都需要良好的通視點(diǎn)、觀測(cè)者和跑尺者，但工作效率不高。而在采用 GPS- RTK 技術(shù)進(jìn)行施工放樣時(shí)，只要利用相關(guān)的專用軟件，事先把要放樣的點(diǎn)位坐標(biāo)確定好之后，直接傳輸?shù)紾PS移動(dòng)端中，就可以隨時(shí)在野外進(jìn)行操作。并且，在操作的過程中，GPS-RTK系統(tǒng)將會(huì)實(shí)時(shí)分析出天線在的坐標(biāo)位置，并與待放樣坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，從而得出兩者之間的坐標(biāo)差。

2.3斷面測(cè)量中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的側(cè)面測(cè)量方法中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生斷面樁無方向點(diǎn)的情況，一般需要使用很多分站才可以完成。但是，通過利用GPS-RTK接收機(jī)目與手薄記錄相互配合，并采用RTK的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)斷面進(jìn)行采集之后，得出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，省去了分站測(cè)量和通視方向的問題。手簿將會(huì)實(shí)時(shí)顯示出斷面圖，測(cè)量人員就可以很清楚的觀測(cè)到斷面情況，從而減少了一些不必要的內(nèi)業(yè)工作量。

2.4碎部測(cè)量中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的碎部測(cè)量一般是根據(jù)測(cè)區(qū)已有的圖根控制點(diǎn)，利用平板儀測(cè)圖或使用全站儀測(cè)圖，使用全站儀時(shí)，測(cè)每個(gè)點(diǎn)均輸入該點(diǎn)的地物編碼，然后再利用成圖軟件成圖，這些方法作業(yè)時(shí)要求測(cè)站點(diǎn)和被測(cè)的周圍地物地貌等碎部點(diǎn)之間一定要通視，而且一臺(tái)儀器至少要求 2～3人同時(shí)進(jìn)行作業(yè)。采用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，不要求通視，架設(shè)好基準(zhǔn)站后，僅需一人拿著儀器便可以開始測(cè)量。測(cè)量時(shí)，測(cè)量員在儀器已經(jīng)初始化的情況下，在要測(cè)的地形地貌碎部點(diǎn)上，將測(cè)桿對(duì)中、讓氣泡居中后，開始測(cè)量幾秒鐘，就能獲得該點(diǎn)的坐標(biāo)，精度達(dá)到要求后就可保存，保存點(diǎn)時(shí)輸入該點(diǎn)的特征編碼，把一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形地物點(diǎn)位測(cè)定后，利用專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸和處理軟件可以輸出所有的測(cè)量點(diǎn)。

3結(jié)語

GPS-RTK技術(shù)的高精確度是其他技術(shù)難以達(dá)到的。在測(cè)繪工程進(jìn)行的過程中，通過對(duì)GPS-RTK技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠有效的提高定位工作的完成效率，也能夠盡可能的減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)。因此，在實(shí)際工作過程中，GPS-RTK技術(shù)有引用的必要。通過運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，能夠完成對(duì)我國測(cè)繪工程發(fā)展的促進(jìn)作用。

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