工程測(cè)量新技術(shù)及應(yīng)用研究

楊士祥 陳江河 劉俊

摘要：RTK技術(shù)和無(wú)人機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代工程測(cè)量的常用技術(shù)，對(duì)工程測(cè)量精度的提升起到了重要作用。文中對(duì)RTK技術(shù)和無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的技術(shù)原理，技術(shù)特點(diǎn)以及技術(shù)的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要描述，明確了新技術(shù)在工程測(cè)量中的重要地位。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量 RTK技術(shù) 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù) 應(yīng)用

引言：近年來，隨著我國(guó)城市化建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)和建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展，工程建設(shè)對(duì)工程測(cè)量的精度提出了更高的要求，使得工程測(cè)量向著高精度，高效率，低成本發(fā)展，傳統(tǒng)的工程測(cè)量技術(shù)已難以滿足當(dāng)前工程測(cè)量精度的需要，新興的RTK技術(shù)和無(wú)人機(jī)技術(shù)因精度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。本文將基于RTK技術(shù)和無(wú)人機(jī)技術(shù)在工程測(cè)量中的發(fā)展，探究其在工程建設(shè)中的應(yīng)用，為推進(jìn)我國(guó)建筑工程事業(yè)發(fā)展提供相應(yīng)借鑒。

一、RTK技術(shù)

1.1技術(shù)原理

RTK是一種常用的GPS測(cè)量方法，它是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模式，可以完成兩個(gè)測(cè)量站的載波相位測(cè)量，并可以采集基站采集到的載波相位，然后發(fā)送給用戶接收機(jī)。傳統(tǒng)的測(cè)量方法只能通過計(jì)算得到精確的精度，而GPS-RTK可以完成厘米級(jí)的精度[1]。GPS-RTK技術(shù)可以提前在相應(yīng)位置建立參考站，參考站識(shí)別并接收衛(wèi)星信號(hào)后，所獲得的信息可以通過通信網(wǎng)絡(luò)直接轉(zhuǎn)發(fā)給每個(gè)用戶。用戶可以通過接收到的接收機(jī)信息和參考站信息的聯(lián)合計(jì)算得到最終的基線向量。整個(gè)過程僅需不到1分鐘，且信息精度高，傳遞簡(jiǎn)單直接。

1.2技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1自動(dòng)化程度較高

RTK技術(shù)在應(yīng)用時(shí)無(wú)需工作人員長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行室外工作，只需將接收天線安裝在測(cè)點(diǎn)上，將工作主機(jī)安裝在室內(nèi)，兩者通過通訊電線進(jìn)行連接，技術(shù)人員在室內(nèi)即可完成測(cè)量工作。該技術(shù)將其自動(dòng)化測(cè)量的優(yōu)勢(shì)最大限度地發(fā)揮出來，大大減少了工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了測(cè)量精度，有助于測(cè)量質(zhì)量的提升和工程測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步。

1.2.2處理數(shù)據(jù)和觀察速度快

RTK技術(shù)可以充分發(fā)揮參考站和移動(dòng)站的功能，實(shí)現(xiàn)它們之間的相互配合，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)接收功能的運(yùn)行條件，提高測(cè)量結(jié)果的接收效率。另外，RTK技術(shù)測(cè)量系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理過程中可以同時(shí)完成輸入、存儲(chǔ)、處理、交換、輸出等工作，可以大大提高接收測(cè)量數(shù)據(jù)的效率，同時(shí)可以連接其他測(cè)量?jī)x器，實(shí)現(xiàn)有效的信息溝通[2]。

1.3技術(shù)應(yīng)用

1.3.1在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用

在建筑工程測(cè)量中，RTK技術(shù)主要應(yīng)用于控制測(cè)量，地形測(cè)量，施工測(cè)量，碎步測(cè)量以及變形監(jiān)測(cè)等。控制測(cè)量是工程建設(shè)測(cè)量中的重要組成部分，在傳統(tǒng)的控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量和三角高程測(cè)量，必須保證兩點(diǎn)之間通視，不僅測(cè)量工作量較大，同時(shí)存在測(cè)量精度分布不均勻等影響，而采用RTK技術(shù)不僅可以達(dá)到毫米級(jí)的精度，而且比傳統(tǒng)測(cè)繪操作更簡(jiǎn)單方便，同時(shí)更簡(jiǎn)單快速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)精度等信息，大大提高了控制測(cè)量的工作效率。

1.3.2在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

水利工程測(cè)量中，RTK技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)行地形信息處理，進(jìn)一步優(yōu)化控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)，降低測(cè)距設(shè)備誤差，提升信息采集準(zhǔn)確性，降低目標(biāo)區(qū)域控制點(diǎn)加密測(cè)量項(xiàng)目成本和支出，提升測(cè)量精度，獲取目標(biāo)區(qū)域控制點(diǎn)更為全面、專業(yè)的圖像，為水利工程的開展和建設(shè)提供支持和保障[3]。

2.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)

2.1技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)即通過無(wú)人機(jī)搭載遙感傳感器，結(jié)合不同用途的相機(jī)，電磁波探測(cè)儀等儀器設(shè)備，通過對(duì)相機(jī)獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析建模的技術(shù)。應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以通過設(shè)置無(wú)人機(jī)的飛行航線來控制無(wú)人機(jī)的飛行軌跡，使之搭載的高清攝像機(jī)等儀器實(shí)現(xiàn)局部的測(cè)繪任務(wù)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)以其機(jī)動(dòng)性、速度性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)成為測(cè)繪工程中較為理想的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。

2.2技術(shù)特點(diǎn)

2.2.1適用范圍廣泛

無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)主要采用的是遙感監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)范圍的大小沒有要求。其主體無(wú)人機(jī)具備很強(qiáng)的可操作性，監(jiān)測(cè)范圍和尺度都能夠隨時(shí)調(diào)整，即便施工的環(huán)境狹小或者是環(huán)境惡劣，同樣也可以運(yùn)用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)完成規(guī)定區(qū)域測(cè)量。

2.2.2測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)

無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)主要是利用紅外設(shè)備記錄和分析地面數(shù)據(jù)。結(jié)合相應(yīng)的測(cè)量軟件，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的快速計(jì)算和轉(zhuǎn)換，能夠滿足現(xiàn)代測(cè)量工作的各種需求，同時(shí)可以獲得極其精確的測(cè)量結(jié)果。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)測(cè)量精度高于人工測(cè)量，滿足大多數(shù)工程測(cè)量的要求[4]。

2.3技術(shù)應(yīng)用

2.3.1復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用

以山東省淄博市沂源縣土門鎮(zhèn)為例，土門鎮(zhèn)位于沂源縣西北部，地形十分復(fù)雜，地勢(shì)起伏大，建筑物分布密集且不規(guī)則，道路多為彎曲小路，灌木雜草較多，一些小路由于灌木茂盛或雜物堆積無(wú)法進(jìn)入，西南方向有兩個(gè)分別為東西走向和南北走向的陡坡。在這種測(cè)繪環(huán)境惡劣的地區(qū)，以傳統(tǒng)測(cè)繪方式進(jìn)行測(cè)量較為困難。全站儀等傳統(tǒng)測(cè)繪儀器難以在地形起伏較大，樹木茂盛不通視的情況下展開測(cè)量。然而，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用可以克服復(fù)雜地理環(huán)境所帶來的局限性。

2.3.1數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建設(shè)中最基礎(chǔ)的應(yīng)用。在收集測(cè)繪數(shù)據(jù)的過程中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的判斷和分析極其關(guān)鍵。為了提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的精度，需要及時(shí)有效地剔除不正確、誤差較大的數(shù)據(jù)。此外，無(wú)人機(jī)飛行時(shí)第一次測(cè)繪后收集的數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較高，必須完成二級(jí)測(cè)試或收集，主要是為了減少由于無(wú)人機(jī)沒有根據(jù)規(guī)定的路線飛行，導(dǎo)致數(shù)據(jù)漏洞，由于存在任何技術(shù)誤差，經(jīng)過反復(fù)比較，確保數(shù)據(jù)安全可靠。

隨著時(shí)間的發(fā)展，信息量越來越大，越來越高，信息處理的要求，以確保處理的速度，提高加工精度，如果我們?nèi)匀灰揽咳肆?，顯然很難滿足大規(guī)模信息處理的需求，和人力資源的增加無(wú)疑會(huì)增加項(xiàng)目的預(yù)算，而無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)緩解了信息處理的問題。應(yīng)用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，其精度遠(yuǎn)高于人工，可以在短時(shí)間內(nèi)完成，是人類處理信息效能的幾倍[5]。

結(jié)語(yǔ)：

現(xiàn)代新技術(shù)應(yīng)用不僅能夠提高測(cè)量的效率和精確度，還大大降低了測(cè)量工作的成本，為后期更多新技術(shù)更好的應(yīng)用到工程測(cè)量中打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著時(shí)代的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，新的測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用的范圍也會(huì)隨之?dāng)U大，在確保工程安全高效的同時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)也會(huì)更加科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]周易成.水利工程測(cè)量中RTK技術(shù)的應(yīng)用.黑龍江科學(xué)2021，12（12），100-101

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[5]董昊錦.無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在城市建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用.科技創(chuàng)新與應(yīng)用2021，11（19），167-169

作者簡(jiǎn)介：

楊士祥2001-09，男，漢族，籍貫：山東聊城市，本科，研究方向：測(cè)繪工程