關(guān)于GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用思考

方劍峰

（廈門(mén)閩礦測(cè)繪院，福建廈門(mén) 361004）

0 引言

工程項(xiàng)目在正式開(kāi)始建設(shè)之前，需要先對(duì)工程區(qū)域、橋梁結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)條件進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)促進(jìn)工程建設(shè)的順利進(jìn)行，測(cè)量工作主要包含著工程的定線測(cè)量、地形測(cè)繪、放樣以及施工管理等工作，通過(guò)應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)可以有效提高工程測(cè)量結(jié)果的精確度，滿足當(dāng)前的工程測(cè)量工作的要求。

1 GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量工作中的原理和特點(diǎn)

GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用到工程測(cè)量工作中，其主要應(yīng)用原理是按照載波相位為測(cè)量依據(jù)的一種實(shí)時(shí)差分GPS技術(shù)，在實(shí)際的工程測(cè)量過(guò)程中，其系統(tǒng)組成主要包含著衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理以及傳輸系統(tǒng)等。①工作人員在具體的GPS-RTK技術(shù)測(cè)量過(guò)程中，是通過(guò)基準(zhǔn)站來(lái)將測(cè)量到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和測(cè)站信息進(jìn)行傳送，然后流動(dòng)站再根據(jù)所接收到的基準(zhǔn)站的信息對(duì)本站的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行改正，最終得出最準(zhǔn)確的工程測(cè)量定位信息；②工作人員在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，需要在基準(zhǔn)站內(nèi)設(shè)置一臺(tái)信息接收機(jī)，然后再設(shè)置流動(dòng)站，流動(dòng)站可以根據(jù)實(shí)際的工程測(cè)量工作的需要設(shè)置多個(gè)。在工作過(guò)程中，流動(dòng)站和基準(zhǔn)站需要站在同一時(shí)刻接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，幫助工程的測(cè)量人員得出準(zhǔn)確的流動(dòng)站的位置坐標(biāo)[1]。

GPS-RTK技術(shù)和我國(guó)傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)相比較具有較多的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：①工程測(cè)量的過(guò)程較為直觀，通過(guò)應(yīng)用GPSRTK技術(shù)，可以將工程的實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果展示出來(lái)，方便測(cè)量人員隨時(shí)查看工程的坐標(biāo)點(diǎn)；②測(cè)量的時(shí)間較短，通過(guò)應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)，可以在5s內(nèi)就獲取精確度較高的工程三維坐標(biāo)，所需要的工程測(cè)量時(shí)間相對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)較短；③可以全天候作業(yè)，且操作的自動(dòng)化水平較高；④在測(cè)量的過(guò)程中不需要進(jìn)行通視，工作人員在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量的過(guò)程中，各個(gè)觀測(cè)值之間是相互獨(dú)立的，如果某個(gè)觀測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)的了測(cè)量失誤，也不會(huì)對(duì)其他測(cè)量數(shù)據(jù)造成不良影響。

2 GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 控制測(cè)量

現(xiàn)階段，GPS-RTK技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在我國(guó)的工程測(cè)量工作中，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，可以完成控制網(wǎng)的布設(shè)，且測(cè)量的精確度和自動(dòng)化水平也較高。在控制測(cè)量工作中的應(yīng)用如下：

2.1.1 GPS控制測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)工作

①測(cè)量人員需要全面了解測(cè)量區(qū)域的范圍、地理?xiàng)l件以及現(xiàn)有的控制點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行GPS點(diǎn)的選擇和布局；②在進(jìn)行GPS定位選擇工作中，測(cè)量人員需要將觀測(cè)點(diǎn)建立在視野較寬的區(qū)域范圍內(nèi)，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，視場(chǎng)中的障礙物的高度角不能超過(guò)15°，且附近也不能有反射衛(wèi)星信號(hào)較強(qiáng)的物體，例如大型的建筑物等[2]。

2.1.2 GPS現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)和數(shù)據(jù)的處理

GPS-RTK技術(shù)和我國(guó)傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)相比較具有較大的不同，測(cè)量人員在實(shí)際的控制測(cè)量過(guò)程中，需要先進(jìn)行天線的放置，將其放置在三腳架上，并保證水平居中，然后再進(jìn)行開(kāi)機(jī)觀測(cè)，做好相應(yīng)的觀測(cè)記錄，其記錄方式一般有兩種，GPS接收機(jī)自動(dòng)記錄并存儲(chǔ)和GPS測(cè)量手簿存儲(chǔ)。

2.2 數(shù)據(jù)收集工作

首先，測(cè)量人員需要加強(qiáng)對(duì)已經(jīng)獲得的控制點(diǎn)的分析，根據(jù)控制點(diǎn)結(jié)果來(lái)進(jìn)行地形測(cè)量；其次，測(cè)量人員需要保證外部無(wú)線電臺(tái)和基站的覆蓋范圍可以達(dá)到10km，以此來(lái)保證測(cè)量工作的精度；最后，測(cè)量人員在正式開(kāi)始工程測(cè)量之前需要先進(jìn)行流動(dòng)站的校準(zhǔn)，將其測(cè)量精度控制在厘米級(jí)，并利用RTK控制測(cè)量誤差。

2.3 數(shù)字地形圖的測(cè)量

測(cè)量人員通過(guò)應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)，還可以進(jìn)行數(shù)字地形圖的測(cè)量，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，所需要的控制點(diǎn)的數(shù)量一般較少，可以有效的彌補(bǔ)我國(guó)傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)在測(cè)量過(guò)程中的缺點(diǎn)，只需要獲取采集點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)到相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件中，就可以得到測(cè)量人員所需要的地形圖，且繪圖的效率和質(zhì)量都較高，在環(huán)境較為復(fù)雜的區(qū)域也可以進(jìn)行工程測(cè)量。

2.4 施工放樣測(cè)量工作

我國(guó)傳統(tǒng)的工程施工放樣工作在實(shí)際實(shí)施的過(guò)程中，所使用的測(cè)量一起是全站儀，其測(cè)量的必要條件是點(diǎn)間的通視，受到地形地物的影響較大，在一定意義上也會(huì)影響工程的施工放樣測(cè)量工作的效果。通過(guò)應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)，其在系統(tǒng)軟件中就自帶放樣功能，可以實(shí)現(xiàn)工程完成點(diǎn)以及直線等測(cè)量工作，自動(dòng)生成放樣點(diǎn)。

3 GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中實(shí)際應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程案例的概況

某工程項(xiàng)目位于我國(guó)的丘陵地區(qū)，在進(jìn)行工程測(cè)量工作時(shí)，其測(cè)量范圍包含著一大片森林保護(hù)區(qū)，且測(cè)量環(huán)境較為復(fù)雜，測(cè)量高度的最大差異達(dá)到了300m以上。另外，此工程項(xiàng)目包含著較多的分項(xiàng)目，其中，地質(zhì)情況比較復(fù)雜且施工難度較大的是隧道建設(shè)和橋梁建設(shè)，對(duì)于此工程項(xiàng)目，測(cè)量人員使用了GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量。

3.2 具體的GPS-RTK測(cè)量流程

①對(duì)于此工程項(xiàng)目，測(cè)量人員將測(cè)區(qū)范圍設(shè)定在5km范圍內(nèi)；②進(jìn)行了工程坐標(biāo)轉(zhuǎn)移參數(shù)的設(shè)置，對(duì)于此次的工程項(xiàng)目來(lái)講，因?yàn)槠涞刭|(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，且工程量較大，因此，采取GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量的意義較大，此次測(cè)量采取的主要是GPS-RTK Trimble 6700系列。利用設(shè)備中自帶的測(cè)量控制模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)設(shè)置；③在確定了工程測(cè)量的控制點(diǎn)參數(shù)以后，測(cè)量人員需要應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行分項(xiàng)測(cè)量，具體測(cè)量?jī)?nèi)容包含著線路放線、地形測(cè)繪、普通控制測(cè)量以及縱橫斷面測(cè)量等，最終得出全面的工程測(cè)量數(shù)據(jù)信息，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的最大化利用[3]。

3.3 測(cè)量精度分析

由表1數(shù)據(jù)顯示最大測(cè)距中誤差為12．777＜15（單位為：mm），符合精度要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GPS-RTK技術(shù)和我國(guó)傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)相比較，其測(cè)量精確度較高，且在實(shí)際的工程測(cè)量過(guò)程中，所需要的測(cè)量時(shí)間較短，操作較為簡(jiǎn)短，因此，在我國(guó)工程測(cè)量工作中的應(yīng)用水平也越來(lái)越高。為此，我國(guó)相關(guān)工程建設(shè)單位需要加強(qiáng)對(duì)GPS-RTK技術(shù)的投入，充分發(fā)揮GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，提高工程測(cè)量工作的水平，進(jìn)而促進(jìn)工程的順利施工。

基線 實(shí)測(cè)距離/m 測(cè)距中誤差/mm 測(cè)距相對(duì)中誤差Z1-Z2 403.199 12.777 1/31500 Z2-Z3 260.775 6.021 1/43300 Z3-Z4 484.118 6.690 1/72300