試論GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

文/ 陳軒 咸寧市土地勘測規(guī)劃院 湖北咸寧 437100

GPS-RTK技術(shù)也就是實時動態(tài)技術(shù)(Real Time Kinematic)，在進行工程測量的過程中應(yīng)用這項技術(shù)能夠解決工作量大、測量效率低、數(shù)據(jù)不精確等問題。GPS-RTK技術(shù)能夠有效的提升工程測量的自動化和智能化，能夠?qū)F(xiàn)場實時的數(shù)據(jù)記錄下來，通過分析和整理保證工程測量的精確度。在這個技術(shù)應(yīng)用以后，解決了很多工程測量中存在的問題，將一種新的、高效的測量模式融入其中，推動工程測量的發(fā)展。

1、GPS-RTK簡介

GPS-RTK技術(shù)已經(jīng)成為當前使用最廣泛的測量技術(shù)之一，它能夠通過GPS進行實施的定位和分析，將測量的數(shù)據(jù)進行整合，它是在高精度GPS實時差分定位RTK技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過這兩種技術(shù)的融合和革新將一種新的技術(shù)應(yīng)用在工程測量當中。它能夠有效的提升一定范圍內(nèi)的精確度，還能通過實時的定位來保證數(shù)據(jù)的準確性，這樣才能在后期的繪圖過程中保證有效性和穩(wěn)定性。這項技術(shù)的應(yīng)用是GPS技術(shù)發(fā)明以來最重要也是最有推動作用力的一項技術(shù)，是工程測量中的重點技術(shù)。GPS-RTK系統(tǒng)在實際的操作過程中需要用到三個部分，就是基準站、移動站、數(shù)據(jù)鏈，這三個環(huán)節(jié)能夠有效的提升測量的準確度，還能通過基準站上的GPS接收機對所有想要收集的數(shù)據(jù)進行觀測，最后通過數(shù)據(jù)鏈技術(shù)將所有的數(shù)據(jù)傳遞給移動站使用，通過這一系列的工作能夠?qū)PS觀測數(shù)據(jù)的精準度提升，還能將數(shù)據(jù)的誤差進行分析，從而繪制成數(shù)據(jù)圖供后期使用。一般在進行定位的過程中，GPS-RTK能夠?qū)⒄`差縮小到厘米，時間誤差也能控制在一秒之內(nèi)。這種數(shù)據(jù)精度在很多測量技術(shù)中都難以達到，所以將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用在工程測量中是十分必要的。

2、GPS-RTK技術(shù)的原理及其參數(shù)轉(zhuǎn)換與誤差分析

2.1 GPS-RTK定位方法

GPS-RTK技術(shù)在進行定位的過程中是通過RTK進行定位，GPS來控制接收機，這樣基準站就能將衛(wèi)星數(shù)據(jù)的信息傳輸?shù)浇邮諜C當中。測量的數(shù)值通過分析和整理進行定位，這種定位方式比傳統(tǒng)的定位更加精準，接受到的信息也更加迅速，極大的增強了整個工程測量的效率。同時，在流動站進行工作的過程中，也能通過數(shù)據(jù)鏈電臺發(fā)射的信息來采集數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)一般都是通過衛(wèi)星來進行采集的，在系統(tǒng)內(nèi)部通過基線向量和各個坐標之間的參數(shù)轉(zhuǎn)換來達到數(shù)據(jù)的記錄。這個過程非常迅速，在流動站進行定位檢測的過程中既可以在運動過程中也能在靜止的狀態(tài)下進行觀察，這樣就能保證在各個環(huán)境下得到的數(shù)據(jù)都是精確的，還能避免圖像的模糊。在整個運動過程中只要有四個衛(wèi)星以上進行位置的觀測，就能得到清晰準確的數(shù)據(jù)信息和測定的結(jié)果。

2.2 求取測區(qū)坐標的參數(shù)轉(zhuǎn)換問題

坐標的參數(shù)是GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用過程中必須要重視的一個環(huán)節(jié)，這個坐標的選擇和轉(zhuǎn)換參數(shù)都能為RTK測量做好準備，只有每一個環(huán)節(jié)都能準確才能保證最后的工程測量達到最優(yōu)化。但是在進行參數(shù)轉(zhuǎn)換的過程中需要注意以下幾個問題：首先就是對檢測區(qū)域和中心點的選擇主要謹慎，對于每個點的分布都要進行均勻的管理，保證整個轉(zhuǎn)化的精確度。在選擇點的過程中最好選擇三個以上的公共點，這樣才能保證整個區(qū)域都能被覆蓋。其次，在進行GPS2RTK作業(yè)前，需要對本區(qū)域內(nèi)的GPS基礎(chǔ)進行一定程度的控制，整個區(qū)域內(nèi)的坐標都要進行精確的測量后才能進行坐標參數(shù)的轉(zhuǎn)化，同時借以將參數(shù)輸入RTK轉(zhuǎn)換機當中，這樣能夠?qū)?shù)準確性得到提升。

2.3 誤差分析

在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進行定位的過程中會產(chǎn)生誤差，要想提升工程測量的整體效率就需要對當前存在的誤差進行分析后解決。首先在用戶接收設(shè)備的使用中可能會有一些固有誤差存在，像是內(nèi)部的震動、噪聲、位置變化、天線變動、路徑改變等都會引起誤差，最常見的誤差是在有信號干擾和氣象影響的情況下產(chǎn)生的誤差，這些誤差都影響工程測量的最終數(shù)據(jù)，所以一定要對這些誤差進行消除，除了增強技術(shù)的科學性之外還需要通過專門的技術(shù)設(shè)備對這些誤差進行削弱。對于所有用戶接收機所公有的誤差，像是對流層誤差、傳播延遲誤、天體運行誤差等都可以通過誤差分析技術(shù)將誤差消除。其他的誤差能夠通過創(chuàng)新技術(shù)等方式進行避免，但要注意的是在進行修正的過程中還會有殘余誤差的存在，如果不能盡快將誤差消除就會增加后面系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的難度，進而無法驗證其精確度。

3、GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的相關(guān)應(yīng)用

3.1 控制測量中的應(yīng)用

在工程的測量過程中使用GPS-RTK技術(shù)能夠大幅度的提升測量的精確度，在使用傳統(tǒng)的測量技術(shù)的過程中可能會出現(xiàn)很多問題，影響項目工程的順利進行。就像在常規(guī)測量的過程中整體控制測量和局部加密控制測量這兩個步驟占據(jù)了非常重要的位置，為了提升整個控制測量的速度一定要通過測量一級導線的基礎(chǔ)上再進行圖根控制，這種方式雖然能提升精確度，但是卻浪費了大量的人力物力。所以通過GPS-RTK技術(shù)進行測量能夠不用重視測量的方向和具體的坐標就能進行完整的測量工作，極大的提升了測量的效率和安全性。

3.2 斷面測量中的應(yīng)用

斷面測量是工程測量中的一個難點，斷面測量使用傳統(tǒng)的測量方法是比較麻煩的，因為需要很多的分測點和分站共同作用才能完成，而通過GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⒔邮諜C的運行效率提升，通過RTK 技術(shù)能夠有效的對三維的坐標數(shù)據(jù)進行記錄，并且在優(yōu)化解決的過程中也比較有優(yōu)勢，對于其具體的方向和分站測量的要求也不是很高，通過比較直觀的圖示提升其觀察性，減少了不少內(nèi)業(yè)的工作量。

結(jié)語：

綜上所述，GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用在工程測量中能夠提升測量數(shù)據(jù)的準確度和安全度，通過基準站、移動站、數(shù)據(jù)鏈這三個環(huán)節(jié)的緊密配合能夠有效的避免傳統(tǒng)測量方式中存在的問題。GPS-RTK技術(shù)不受環(huán)境、人員配置、地形等的限制，在很多施工工程中都得到了廣泛的應(yīng)用，所以，當前在工程測量的過程中需要選擇GPS—RTK技術(shù)來提升整體測量的效果。