GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用

韓偉達(dá)

摘 要：眾所周知，市政工程涵蓋的內(nèi)容是比較多的，包含城市建設(shè)過(guò)程中的給水、排水、煤氣和電力等等，與廣大人民群眾的日常工作和生活具有比較強(qiáng)的聯(lián)系，其重要性自然不言而喻。就目前來(lái)看，運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)促使市政工程的整體質(zhì)量得到提升、延長(zhǎng)使用壽命、提升性價(jià)比是具有充分的必要性的，其中GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用正是有效技術(shù)之一，因此在后續(xù)的市政工程建設(shè)過(guò)程中需要強(qiáng)化GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，并且避免在這一過(guò)程中出現(xiàn)相關(guān)的問(wèn)題。故此，在本文中就將針對(duì)GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)的研究和分析，其主要目的在于促使市政工程的整體質(zhì)量得到提升。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù);市政工程;測(cè)量工作;技術(shù)應(yīng)用;研究分析

0 前言

隨著時(shí)間的推移和時(shí)代的不斷改革創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了快速地發(fā)展，產(chǎn)生的強(qiáng)大推動(dòng)力對(duì)于各個(gè)社會(huì)領(lǐng)域行業(yè)都起到了積極的作用，但是與此同時(shí)，時(shí)代發(fā)展和廣大人民群眾也對(duì)不同的領(lǐng)域發(fā)展提出了嶄新且更高的要求，其中之一就是市政工程建設(shè)過(guò)程中的測(cè)量工作，這一工作內(nèi)容是市政工程建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容，對(duì)于市政工程的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生直接影響，而運(yùn)用傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)會(huì)出現(xiàn)控制點(diǎn)密度不足和精度不均勻等等問(wèn)題，在運(yùn)用GPS-RTK技術(shù)之后，相關(guān)的問(wèn)題都得到了有效解決，市政工程測(cè)量工作整體水平得到了比較大的提升。所以，在接下來(lái)的文章中就將針對(duì)GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行詳盡地闡述，除此之外，筆者還會(huì)針對(duì)GPS-RTK技術(shù)的基本原理進(jìn)行介紹。

1 GPS-RTK技術(shù)的基本原理

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，其英文全稱為Real–time kinematic，將其直譯過(guò)來(lái)就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，這是一種新的、常用的GPS測(cè)量技術(shù)。傳統(tǒng)的市政工程測(cè)量工作中，無(wú)論是靜態(tài)測(cè)量還是動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，都需要時(shí)候進(jìn)行解算工作，這樣才能獲取到比較高的測(cè)量精度，整體測(cè)量工作流程比較復(fù)雜，對(duì)于相關(guān)的操作技術(shù)人員的要求也是比較高的。而GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在市政工程測(cè)量工作中的應(yīng)用，即便是在野外進(jìn)行測(cè)量，也能夠?qū)崟r(shí)得到厘米級(jí)別的測(cè)量精度，這是傳統(tǒng)的市政工程測(cè)量技術(shù)所不能達(dá)到的，這項(xiàng)技術(shù)是GPS技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)里程碑標(biāo)志，這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，使得有關(guān)工作質(zhì)量提升具有了可行路徑，包含工程放樣和地形測(cè)量等等，其優(yōu)勢(shì)集中表現(xiàn)在野外作業(yè)方面[1]。GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，首先需要取點(diǎn)位精度較高的首級(jí)控制點(diǎn)，將這一點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用，后續(xù)需要安裝接收機(jī)作為參考站對(duì)衛(wèi)星，在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的處理，最后隨機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)相對(duì)定位的原理實(shí)時(shí)計(jì)算顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)和測(cè)量精度。

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)是載波相位觀測(cè)量的結(jié)果，有關(guān)工作人員在對(duì)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，需要在基準(zhǔn)站放置一臺(tái)GPS接收機(jī)，將具體的觀測(cè)數(shù)據(jù)和信息無(wú)線傳輸給流動(dòng)觀測(cè)站，后續(xù)有關(guān)工作人員就能夠根據(jù)差分相對(duì)定位原理進(jìn)行研究和分析，如果可以保持跟蹤 4顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值、有關(guān)幾何圖形，那么，流動(dòng)站就可以實(shí)時(shí)給出厘米級(jí)別的測(cè)量結(jié)果，這比較符合現(xiàn)代市政工程建設(shè)工作的實(shí)際需求[2]。

2 GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）作業(yè)條件要求比較低。傳統(tǒng)的市政工程采用的靜態(tài)或者是動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，其局限性比較強(qiáng)，容易受到地形和植被等等因素的影響。而GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，其實(shí)際作業(yè)條件要求是比較低的，可以在野外進(jìn)行應(yīng)用，其中氣候、季節(jié)以及地形因素造成的影響和限制都是比較小的，而且最為重要的是，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)不要求兩點(diǎn)間通視，使得實(shí)際的市政工程測(cè)量工作比較便捷。

（2）作業(yè)效率比較高。在現(xiàn)如今的社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于相關(guān)的工作的效率方面的要求是比較高的，GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用，其作業(yè)半徑能夠達(dá)到十公里左右，這是傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)所不能達(dá)到的，需要的作業(yè)人員數(shù)量比較少，測(cè)量工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度得以降低，作業(yè)效率得到了比較大的提升[3]。

（3）自動(dòng)化、集成化程度比較高。GPS-RTK測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，其采用的是內(nèi)裝式的軟件控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)具有高度自動(dòng)化、智能化的特點(diǎn)，測(cè)繪功能比較強(qiáng)大的同時(shí)，實(shí)際測(cè)量工作過(guò)程中并不需要人為操作進(jìn)行干預(yù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是輔助測(cè)量工作的量大大減少，由此，人為誤差現(xiàn)象也會(huì)極少出現(xiàn)，保障了測(cè)量作業(yè)的精度。根據(jù)GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的實(shí)踐應(yīng)用能夠發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的測(cè)量工作比較簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)處理能力也是比較少的，自動(dòng)化、集成化程度比較高也是GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的主要特點(diǎn)之一。

（4）定位精度比較高。在實(shí)際的測(cè)量工作中，最為重要的一點(diǎn)就是定位精度，在滿足相關(guān)測(cè)量工作條件的情況下，只要是在有效半徑范圍之內(nèi)，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)都能夠達(dá)到良好的定位精度，包含平面精度和高程精度，其精度級(jí)能夠達(dá)到厘米級(jí)別[4]，而且測(cè)量成果都是獨(dú)立的觀測(cè)值，不會(huì)像常規(guī)測(cè)量一樣造成誤差積累。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快的同時(shí)，工程建設(shè)領(lǐng)域?qū)τ谑姓こ虦y(cè)量工作也提出了更高的要求，其中之一就是定位精度，因此后續(xù)需要推廣GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在市政工程測(cè)量工作中的應(yīng)用。

3 GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量工作中的具體應(yīng)用

（1）GPS-RTK技術(shù)在地形測(cè)量過(guò)程中的應(yīng)用。但凡是工程項(xiàng)目，其中的絕大多數(shù)都需要進(jìn)行地形測(cè)量工作，這是基礎(chǔ)性質(zhì)的工作。其中GPS-RTK測(cè)量技術(shù)可以實(shí)時(shí)地將項(xiàng)目當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)進(jìn)行顯示，相關(guān)的工作人員可以使用GPS-RTK技術(shù)測(cè)量市政工程項(xiàng)目的地形地物點(diǎn)，而且在測(cè)量工作過(guò)程中還可以將不同的點(diǎn)的序號(hào)和特征值進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，后續(xù)采用成圖軟件，就可以進(jìn)行連續(xù)測(cè)量工作，例如在測(cè)量房屋過(guò)程中，就需要圍繞房屋建筑的房角，至少測(cè)量?jī)蓚€(gè)或者三個(gè)點(diǎn)，在測(cè)量池塘過(guò)程中則需要連續(xù)測(cè)完，并且進(jìn)行標(biāo)注。在GPS-RTK技術(shù)在地形測(cè)量過(guò)程中的應(yīng)用過(guò)程中，勾繪草圖工作與清繪都是同一個(gè)工作人員完成的[5]，因此對(duì)于測(cè)量點(diǎn)是十分清楚的，因此很容易就可以將一天內(nèi)測(cè)繪的地形繪制成圖，準(zhǔn)確性和效率都是比較高的。

（2）GPS-RTK技術(shù)在控制測(cè)量過(guò)程中的應(yīng)用。在前文已經(jīng)進(jìn)行了一定提及，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的精度是厘米級(jí)別的，筆者進(jìn)行相關(guān)研究和調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，RTK測(cè)量技術(shù)在二十千米范圍之內(nèi)，其測(cè)量江都能夠達(dá)到±3 cm，這與控制測(cè)量規(guī)范中的Ⅰ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)的點(diǎn)位誤差是吻合的，這也說(shuō)明，GPS-RTK技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用，能夠滿足Ⅰ級(jí)以下導(dǎo)線點(diǎn)的技術(shù)規(guī)范要求。

但是需要注意的是，GPS-RTK技術(shù)雖然能夠滿足使用要求，但是在采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)數(shù)量方面尚沒(méi)有明確的規(guī)定，后續(xù)需要使用大量的實(shí)踐方式進(jìn)行驗(yàn)證，除此之外，在實(shí)踐工作過(guò)程中，還需要采取足夠的檢核手段，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性[6]。

4 GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

但凡是測(cè)量性質(zhì)的工作，其實(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，想要完全消除誤差是不可能的，其優(yōu)勢(shì)在于GPS-RTK技術(shù)能夠減少誤差值。GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用，產(chǎn)生的誤差可以分為兩類，分別是與距離有關(guān)的誤差和與測(cè)站有關(guān)的誤差，其中多徑誤差是GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的誤差，另外還包含軌道誤差和對(duì)流行誤差等等。

需要注意的是，GPS作業(yè)過(guò)程中，每一個(gè)測(cè)點(diǎn)都是獨(dú)立的觀測(cè)量[7]，因此為了使得GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用效果得到保障，需要在測(cè)區(qū)內(nèi)，找好均勻分布的控制點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，這也是目前比較好的檢核手段，另外，GPS-RTK技術(shù)容易受到超高頻無(wú)線電波信號(hào)的影響，為了保障測(cè)量效果，基準(zhǔn)站需要盡可能遠(yuǎn)離干擾源。

5 結(jié)論

綜上所述，就是目前為止針對(duì)GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用的相關(guān)研究和分析了，宏觀角度上來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)的工程測(cè)量科技領(lǐng)域取得的進(jìn)步是比較大的，發(fā)展速度也比較快，但是其發(fā)展還處于不平衡的狀態(tài)，提升空間也是比較大的。其中，GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用也需要加快發(fā)展，促使市政工程測(cè)量工作得以向電子化、智能化方向進(jìn)行發(fā)展，這對(duì)于國(guó)內(nèi)的市政工程建設(shè)工作發(fā)展具有重要意義和作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李杏.GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].資源信息與工程，2018，33（1）：134-135.

[2]付饒.GPS技術(shù)在市政工程測(cè)量方面的應(yīng)用研究[J].黑龍江科學(xué)，2017，8（21）：80-81.

[3]鄒嘉.RTK測(cè)量技術(shù)在市政工程測(cè)量中的優(yōu)化應(yīng)用分析[A].重慶市煤炭學(xué)會(huì).川、渝、滇、黔、桂煤炭學(xué)會(huì)2017年度學(xué)術(shù)年會(huì)（重慶部分）論文集[C].重慶市煤炭學(xué)會(huì)：重慶市煤炭學(xué)會(huì)，2017：5.

[4]湯勇.GPS RTK在市政工程測(cè)量中的有效運(yùn)用[J].四川水泥，2017（6）：131+155.

[5]羅德利，馬永財(cái)，謝常君.GPS-RTK技術(shù)在市政工程測(cè)繪中的應(yīng)用[J].城市地理，2016（4）：145-146.

[6]陳芳灝.RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（20）：290.

[7]蔣世武.關(guān)于RTK技術(shù)在市政工程測(cè)量中的應(yīng)用探討[J].科技風(fēng)，2012（7）：117-118.