淺談RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用

沈榮生

摘要：隨著我國(guó)綜合實(shí)力的增強(qiáng)，城市建設(shè)進(jìn)程不斷加快，基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模、數(shù)量都在不斷地增加，人們對(duì)市政工程的建設(shè)要求也越來(lái)越高。目前，我國(guó)市政工程測(cè)量使用先進(jìn)的電子測(cè)量設(shè)備，但在實(shí)際測(cè)量中，仍會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響了市政工程的建設(shè)質(zhì)量，要想改變這種情況，就要重視測(cè)量技術(shù)的使用，提高測(cè)量的質(zhì)量與效率，打造民心工程，促使市政工程的順利進(jìn)行。鑒于此，本文主要分析探討了RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用情況，以供參閱。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)；市政工程；測(cè)量；應(yīng)用

現(xiàn)如今，雖然我國(guó)市政工程測(cè)量行業(yè)已經(jīng)逐漸使用先進(jìn)的儀器設(shè)備，比如：電子全站儀等等，但是依舊不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量方式，而傳統(tǒng)測(cè)量方式會(huì)受到作業(yè)條件和通視況的限制，具有較大的作業(yè)強(qiáng)度，且效率低，已經(jīng)不能滿足當(dāng)代市政工程發(fā)展的要求。市政工程測(cè)量技術(shù)的提升還需要依靠RTK技術(shù)的應(yīng)用。

1 RTK技術(shù)概述

RTK技術(shù)是在GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其有效彌補(bǔ)了GPS測(cè)量技術(shù)的不足。在RTK測(cè)量技術(shù)中，RTK技術(shù)作為一種實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，其測(cè)量依據(jù)是載波相位觀測(cè)量，測(cè)量人員在基準(zhǔn)站根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置GPS接收機(jī)，通過(guò)不間斷地觀測(cè)可見(jiàn)的GPS衛(wèi)星，來(lái)獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息資料，并將這些數(shù)據(jù)信息資料實(shí)時(shí)傳輸?shù)接脩粲^測(cè)站。GPS接收機(jī)在接收到數(shù)據(jù)信息后，依據(jù)相對(duì)定位的原理，解算整周模糊度未知數(shù)，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算出用戶站的三維坐標(biāo)和精度，并將計(jì)算結(jié)果即時(shí)顯示出來(lái)，這樣就能完成對(duì)基準(zhǔn)站及用戶站的監(jiān)測(cè)。同時(shí)還能根據(jù)解算結(jié)果，降低冗余觀測(cè)量，有效縮短觀測(cè)時(shí)間。

2 RTK在市政工程測(cè)量中的技術(shù)應(yīng)用

RTK即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，是一種新的常用的GPS測(cè)量方法。RTK是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的厘米級(jí)精度的三維定位結(jié)果。RTK測(cè)量是根據(jù)GPS的相對(duì)定位理論，將一臺(tái)接收機(jī)設(shè)置在已知點(diǎn)上（基準(zhǔn)站），另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)放在待測(cè)點(diǎn)上（移動(dòng)站），同步采集相同衛(wèi)星的信號(hào)?；鶞?zhǔn)站在接收GPS信號(hào)并進(jìn)行載波相位測(cè)量的同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給移動(dòng)站；移動(dòng)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，然后利用GPS控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件與本機(jī)采集的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，實(shí)時(shí)給出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程及實(shí)測(cè)精度，并將實(shí)測(cè)精度與預(yù)設(shè)精度指標(biāo)進(jìn)行比較，一旦實(shí)測(cè)精度符合要求，手薄將提示測(cè)量人員記錄該點(diǎn)的三維坐標(biāo)及其精度。RTK測(cè)量系統(tǒng)通常由3部分組成，即GPS信號(hào)接收部分（GPS接收機(jī)及天線）、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸部分（數(shù)據(jù)鏈俗稱電臺(tái)）和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理部分（GPS控制器及其隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件）。它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制測(cè)量帶來(lái)了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

3 RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 RTK技術(shù)在測(cè)量地形方面的應(yīng)用

RTK技術(shù)屬于三維立體測(cè)量技術(shù)，測(cè)量的數(shù)據(jù)以及傳回的圖像呈現(xiàn)出立體效果。在市政工程測(cè)量中，工程的坐標(biāo)測(cè)量是極為重要的內(nèi)容，RTK技術(shù)的坐標(biāo)測(cè)量通過(guò)三維坐標(biāo)（x，y，z）的形式標(biāo)注出來(lái)，使測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性更高，能夠更全面、多層次地分析測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)測(cè)量的三維數(shù)據(jù)更好地詮釋市政工程的地形。例如：在市政工程建設(shè)中，檢查井是建設(shè)的重要內(nèi)容之一，提高檢查井的施工質(zhì)量是市政工程建設(shè)必須要關(guān)注的內(nèi)容，要想提高檢查井的建設(shè)質(zhì)量，首先要確定檢查井的位置，通過(guò)RTK技術(shù)測(cè)量檢查井的地形，確定基本位置，然后進(jìn)行標(biāo)注，并按照標(biāo)注進(jìn)行編號(hào)，然后依次進(jìn)行測(cè)量，確定測(cè)量的三維坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制地形圖，最終確定檢查井的位置。

3.2 RTK技術(shù)在控制測(cè)量方面的應(yīng)用

由于RTK技術(shù)可以準(zhǔn)確地對(duì)市政工程的地形進(jìn)行測(cè)量，其精準(zhǔn)度可以達(dá)到厘米。因此，RTK技術(shù)能夠應(yīng)用于控制測(cè)量方面，比如：在市政工程中測(cè)量道路的打樁工程時(shí)，打樁的部位要符合設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求，這就要確保在測(cè)量中所具有的誤差必須要控制很小的范圍內(nèi)。因此需要借助RTK技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在測(cè)量時(shí)在測(cè)量的位置上設(shè)置GPS接收機(jī)，且均勻地分布這些接收機(jī)，然后按照有關(guān)的規(guī)范進(jìn)行測(cè)量。然而當(dāng)前我國(guó)對(duì)數(shù)據(jù)的收集及GPS的測(cè)量都尚未規(guī)定出具體方式，所以在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，務(wù)必要確保所獲得的數(shù)據(jù)是非常準(zhǔn)確的，從而保證市政工程的施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

4 RTK測(cè)量技術(shù)出現(xiàn)的誤差及其控制措施

①信號(hào)傳播誤差：信號(hào)需經(jīng)過(guò)電離層與對(duì)流層，在其中傳播常常發(fā)生延遲現(xiàn)象，還會(huì)受到接收機(jī)附近環(huán)境的反射，造成其信號(hào)傳播誤差?？刹扇〖夹g(shù)措施將大部分電離層與對(duì)流層的誤差消除，多路徑效應(yīng)的誤差受到環(huán)境影響大，因此，應(yīng)削弱多路徑效應(yīng)影響測(cè)量成果；②接收設(shè)備誤差：接收機(jī)位置一旦出現(xiàn)誤差，或者接收機(jī)自身有缺陷，導(dǎo)致其不夠完善，出現(xiàn)誤差。針對(duì)此種誤差，需要選擇性能較好的接收設(shè)備，從而削弱多路徑的效應(yīng)誤差；③數(shù)據(jù)鏈誤差：外部的無(wú)線電干擾會(huì)造成誤差，而設(shè)備內(nèi)部的噪聲也會(huì)出現(xiàn)誤差。這類誤差與天氣狀況、作業(yè)環(huán)境和作業(yè)時(shí)間有關(guān)，因此要合理選擇適合作業(yè)天氣、作業(yè)環(huán)境和時(shí)間，并加強(qiáng)設(shè)備質(zhì)量性能檢測(cè)及控制，從而最大程度地消除誤差；④衛(wèi)星誤差：與衛(wèi)星相關(guān)的誤差，可采取差分技術(shù)進(jìn)行消除；⑤基準(zhǔn)誤差：有WGS-84坐標(biāo)系直接向地方坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程中發(fā)生的模型誤差、已知的控制點(diǎn)誤差和高程擬合模型誤差這三種。它們將會(huì)經(jīng)基準(zhǔn)站帶入流動(dòng)站結(jié)果之中，因此，必須重視此類誤差，同時(shí)設(shè)法消除它。

5結(jié)束語(yǔ)

總而言之，RTK技術(shù)應(yīng)用于市政工程測(cè)量中，使市政工程測(cè)量和作業(yè)的方法都發(fā)生了革命性變革，從根本上提高了測(cè)量的精度及效率。隨著社會(huì)進(jìn)步及科技的不斷發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)日臻完善，現(xiàn)存的很多弊端會(huì)逐漸被削弱或者消除，RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展空間較大，它會(huì)逐漸代替常規(guī)測(cè)量，成為測(cè)量技術(shù)中的領(lǐng)頭羊。

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（作者單位：中鐵二十二局集團(tuán)第三工程有限公司）