GPS-RTK測量技術(shù)特點及應(yīng)用分析

馬 長 清

(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421002)

0 引言

近些年來，隨著我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，工程建設(shè)的規(guī)模越來越大，質(zhì)量要求也越來越高，相應(yīng)的也促進了工程建設(shè)技術(shù)的快速進步，測量技術(shù)的自動化與智能化程度得到了極大提高，而且伴隨著新的測量測繪技術(shù)的誕生，工程測量精準(zhǔn)度，工程建設(shè)的質(zhì)量與安全保障都有了很大程度的提高，除此之外還使得工程建設(shè)在作業(yè)效率提高的基礎(chǔ)上，作業(yè)成本大幅度降低。

1 GPS-RTK技術(shù)介紹

GPS-RTK是一種基于載波相位觀測值進行實時動態(tài)定位的技術(shù)，該技術(shù)可以實時提供觀測點的定位數(shù)據(jù)，測量精度可以達到厘米級，其功能實現(xiàn)主要由GPS接收機、流動站、基準(zhǔn)站以及實時差分軟件與數(shù)據(jù)鏈等部分組成。

實際應(yīng)用過程中，首先選取精度較高的控制點布置GPS信號接收機作為測量基準(zhǔn)站，然后根據(jù)基準(zhǔn)站的實際情況以及測量廠區(qū)的地理位置、自然情況來確定流動站；當(dāng)基準(zhǔn)站與流動站確定好后，接收機將根據(jù)指令與衛(wèi)星進行不斷聯(lián)測，并將采集到的定位數(shù)據(jù)通過無線電傳輸給流動站，流動站再將采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入輔助軟件進行分析處理，最后就可以得到流動站的最終坐標(biāo)及精度，完成作業(yè)任務(wù)(見圖1)。

2 GPS-RTK測量技術(shù)的特點分析

2.1 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢分析

GPS-RTK測量技術(shù)是一種新型的測繪技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)中可以有效縮減測繪作業(yè)時間，大大提升測量精度，并且對自然環(huán)境的適應(yīng)能力非常強。GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用可以擺脫傳統(tǒng)主要靠人力用尺進行測量的時間限制，可以對測量目標(biāo)進行實時測量，并且與衛(wèi)星進行聯(lián)測，可以規(guī)避空間的限制，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜地形地貌的測量任務(wù)。GPS-RTK測繪技術(shù)的應(yīng)用極少會受到地形條件的影響，有效測量區(qū)域面積較大，通過基準(zhǔn)站獲得的坐標(biāo)信息可以通過專業(yè)軟件自動進行數(shù)據(jù)處理，大大縮短了測繪作業(yè)時間，同時減少了人力投入，降低了測量成本。其次，GPS-RTK技術(shù)綜合利用多種先進技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用可以提高測繪數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，將測量精度精確到厘米級，為工程建設(shè)安全提供保障。

2.2 GPS-RTK技術(shù)的缺陷

GPS-RTK技術(shù)在工程建設(shè)測繪中的應(yīng)用可以顯著提升測量精度、更大范圍的在作業(yè)區(qū)域測量，規(guī)避時間與空間限制，降低測量投入，但在具體應(yīng)用中仍然存在著一些缺點。缺點主要有以下幾個方面：

1)GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用依靠與衛(wèi)星聯(lián)測，所以該技術(shù)應(yīng)用中可能會有聯(lián)測衛(wèi)星數(shù)量不足的影響，造成采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)假值。

2)特殊的天氣與氣候現(xiàn)象會影響RTK測量信號的傳播速度與質(zhì)量，造成數(shù)據(jù)丟失。

3)在復(fù)雜環(huán)境下進行測量作業(yè)對測量中的參數(shù)設(shè)置以及設(shè)備的初始化要求比較高，一旦出現(xiàn)問題就會影響到最后的測量結(jié)果。

3 GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，在工程建設(shè)中的控制測量、碎部測量施工放樣以及用地測量等方面都可以發(fā)揮很大作用。下面將以某項實際工程為例，對GPS-RTK測量技術(shù)在工程放樣中的應(yīng)用進行分析。

3.1 工程概況

該項目為某地級市中心區(qū)商住綜合體建筑，地下2層，地上34層，地上建筑最大高度為102.34 m，平面跨度最大長度為164.3 m，最大寬度為36.12 m，項目場區(qū)的地形地勢比較平坦，東面為市區(qū)主干路，其余南西北三面均為該區(qū)域的原有建筑(多層住宅樓與高層住宅樓以及商用建筑)，項目場區(qū)內(nèi)沒有已知控制點，在項目四周較遠(yuǎn)處有4個已知控制點分布。根據(jù)作業(yè)場區(qū)的綜合情況，利用全站儀進行放樣要建立控制網(wǎng)，對資金投入、人員投入以及作業(yè)時長要求高，因此經(jīng)過考量后決定采用靈銳S86RTK進行放樣作業(yè)，建筑基坑挖掘作業(yè)已經(jīng)完成，現(xiàn)在要進行基坑底定位樁基礎(chǔ)。

3.2 作業(yè)準(zhǔn)備

選取適當(dāng)位置布設(shè)基準(zhǔn)站安裝接收機，同樣流動站接收機根據(jù)項目情況也進行系統(tǒng)設(shè)置，然后選擇3個已知控制點進行聯(lián)測，求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后進行初始化設(shè)置就可以進行測量作業(yè)了。為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要對第4個已知控制點進行測量，測量結(jié)果誤差控制到5 mm以內(nèi)。

3.3 放樣作業(yè)

在坐標(biāo)參數(shù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上將放樣點的編號與坐標(biāo)輸入到RTK手簿中，然后手簿就會自動顯示出放樣點的信息，導(dǎo)航中會顯示出放樣點位置并計算出導(dǎo)航數(shù)據(jù)，同時手簿上還會顯示出當(dāng)前RTK天線位置與放樣點實際位置的偏移量,同時在手簿上顯示出RTK天線應(yīng)移動的方向和距離。作業(yè)人員通過手簿上的導(dǎo)航移動流動站接收機,當(dāng)導(dǎo)航中顯示流動站與放樣點位置重合時,流動站的實際位置就是得到的放樣點位置，即可在該位置埋樁標(biāo)記，最后需要注意的是要做好資料的整理保存，將采集的實際坐標(biāo)數(shù)據(jù)與設(shè)計坐標(biāo)進行比對，避免出現(xiàn)差錯。

3.4 精度分析

為了檢驗該工程中GPS-RTK測量技術(shù)放樣的精度，我們會對4個放樣點之間的距離進行復(fù)測檢驗，并與施工設(shè)計的數(shù)據(jù)進行比對，比對結(jié)果見表1。

表1 全站儀復(fù)測比對表 m

根據(jù)GB 50026—2007工程測量規(guī)范中對于樁位放樣的要求(基礎(chǔ)樁位放樣中單排樁或群樁中的邊樁允許偏差為±10 mm、群樁允許偏差為±20 mm)。該項目利用GPS-RTK進行放樣的精度符合要求。

4 結(jié)語

GPS-RTK技術(shù)在工程建設(shè)中的廣泛應(yīng)用，降低了測量作業(yè)難度，提高了作業(yè)效率，推動了工程建筑行業(yè)的發(fā)展。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS-RTK技術(shù)的測量精準(zhǔn)度，數(shù)據(jù)傳輸速度及信號穩(wěn)定性也會不斷提升，使GPS-RTK技術(shù)更好的服務(wù)于各行業(yè)的測量作業(yè)。