GPS-RTK 技術(shù)在公路地形圖測繪中的應(yīng)用分析

周生君

山東中實勘測測繪有限公司 山東濟南 250000

1 GPS-RTK 技術(shù)介紹

GPS-RTK 是一種基于載波相位觀測值進(jìn)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(dá)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(jìn)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(jìn)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)[1]。

2 GPS-RTK 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 超高的定位精度

RTK 的定位精度與作業(yè)半徑有關(guān)，在不超出作業(yè)半徑范圍的前提下，RTK 能夠獲得可靠性非常高的數(shù)據(jù)，基本不會產(chǎn)生冗余誤差積累的現(xiàn)象。實踐結(jié)果表明，RTK 的動態(tài)定位可以達(dá)到厘米級，相對定位精度無限接近于毫米級，如此高的定位精度可以滿足大多數(shù)工程的測量需要。

2.2 無需通視

采用全站儀進(jìn)行工程測量時，必須有可見光和光學(xué)通視，這是確保全站儀測量能夠正常進(jìn)行的重要前提，正因如此，限制了全站儀的應(yīng)用范圍。而RTK 技術(shù)使用的是人造衛(wèi)星，所以測站之間不需要通視，并且外界的氣候等因素不會對RTK 測量構(gòu)成影響，基本可以忽略不計，只要RTK 能與衛(wèi)星保持正常通訊，便可快速完成高精度定位。

2.3 作業(yè)效率高

通常情況下，RTK 的作業(yè)半徑能夠達(dá)到數(shù)公里，只需要不到10s 的時間便可準(zhǔn)確獲得某個點位的坐標(biāo)，單人可以完成操作，勞動強度低，速度快，作業(yè)效率隨之大幅度提升。

3 GPS-RTK 技術(shù)在工程測量工作中的原理

GPS-RTK 技術(shù)應(yīng)用到工程測量工作中，其主要應(yīng)用原理是按照載波相位為測量依據(jù)的一種實時差分GPS 技術(shù)，在實際的工程測量過程中，其系統(tǒng)組成主要包含著衛(wèi)星信號接收系統(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)測量過程中，是通過基準(zhǔn)站來將測量到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和測站信息進(jìn)行傳送，然后流動站再根據(jù)所接收到的基準(zhǔn)站的信息對本站的數(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)行工程測量時，需要在基準(zhǔn)站內(nèi)設(shè)置一臺信息接收機，然后再設(shè)置流動站，流動站可以根據(jù)實際的工程測量工作的需要設(shè)置多個[2]。

4 GPS-RTK 技術(shù)應(yīng)用在地形測量中的有效措施

4.1 檢查定位正確性與可靠性

地形測量期間，不管采取哪種測量方式，測量工作者都應(yīng)該檢查好GPS-RTK 儀器的精確度和可靠性，通過GPS-RTK 技術(shù)在地形測量過程中可以選擇幾種方式：

（1）檢驗已知點。針對已知坐標(biāo)點位置加以測量，測量之后獲取的結(jié)果和已知結(jié)果進(jìn)行比較，若了解到存有偏差，要及時的排除故障。

（2）重測對比。測量期間，工作者要再次確認(rèn)GPS-RTK 坐標(biāo)點，把檢查的結(jié)果進(jìn)行研究，在出現(xiàn)偏差情況下認(rèn)真修改。在此期間，涉及GPS-RTK 技術(shù)應(yīng)用的基準(zhǔn)站位置選取，此項技術(shù)的傳遞是通過無線信息鏈加以完成的，數(shù)據(jù)鏈通過UHF 頻段展現(xiàn)穩(wěn)定性與抗干擾性能，直達(dá)波難以穿透山川與樓房，所以在基準(zhǔn)站的選擇上要以地勢開闊特征為主，高度角超過15 度，順利地完成地形測量工作[3]。

4.2 控制測量

GPS 控制測量的現(xiàn)場工作：①測量人員需要全面了解測量區(qū)域的范圍、地理條件以及現(xiàn)有的控制點，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行GPS 點的選擇和布局；②在進(jìn)行GPS 定位選擇工作中，測量人員需要將觀測點建立在視野較寬的區(qū)域范圍內(nèi)，在進(jìn)行測量時，視場中的障礙物的高度角不能超過15°，且附近也不能有反射衛(wèi)星信號較強的物體，例如大型的建筑物等。②GPS 現(xiàn)場的觀測和數(shù)據(jù)的處理。GPS-RTK 技術(shù)和我國傳統(tǒng)的工程測量技術(shù)相比較具有較大的不同，測量人員在實際的控制測量過程中，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)行開機觀測，做好相應(yīng)的觀測記錄，其記錄方式一般有兩種，GPS 接收機自動記錄并存儲和GPS 測量手簿存儲。

4.3 控制網(wǎng)平差結(jié)果

網(wǎng)平差管理要和測量區(qū)域平面控制網(wǎng)的創(chuàng)設(shè)加以結(jié)合，對比平差結(jié)果以及公共點，研究起算控制點的正常情況，及時優(yōu)化GPS-RTK 觀測的誤差，體現(xiàn)控制網(wǎng)平差結(jié)果的真實性與合理性。GPS 點和四等水準(zhǔn)點加以聯(lián)合測量，把點坐標(biāo)視作樣本，針對水準(zhǔn)高程以及起算三角點高程加以檢查，如果個別點存在符和不良情況，要對網(wǎng)中的所有高程起算點進(jìn)行固定，解算剩余點。并且在網(wǎng)布設(shè)期間，要結(jié)合道路走向設(shè)計好中線位置，全方位思考道路沿線可用的控制點局部，科學(xué)挑選起算點，確保分段平差所需的個數(shù)充足。

5 結(jié)語

GPS-RTK 是測繪領(lǐng)域中較為成熟的一項技術(shù)，RTK 技術(shù)除了能夠用于各種控制測量和地形測圖之外，還能滿足建設(shè)工程施工放樣的需要，與傳統(tǒng)的全站儀相比，RTK 技術(shù)的定位精度更高、作業(yè)速度更快，并且可以實現(xiàn)自動化操作。