GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)在山地工程測量中的應(yīng)用

黃玉婷

（廣東煤炭地質(zhì)二O 一勘探隊，廣東 清遠 511500）

在科技的長期發(fā)展中，人們的工作和生活得到了改善，其中計算機信息技術(shù)的發(fā)展，推動了測量工程的發(fā)展和創(chuàng)新。在工程項目開展過程中對于數(shù)據(jù)信息有著很高的要求，只有保證數(shù)據(jù)信息的精準度符合要求，才能保證工程項目順利完成。在這種背景下，各類測量技術(shù)不斷出現(xiàn)，不同工程所使用的測量方法存在明顯的區(qū)別。

1 GPS-RTK 測量技術(shù)

1.1 技術(shù)分析

所謂RTK 技術(shù)，就是在測量工作中設(shè)置基準站，并在其所處位置設(shè)置接收器。同時需要在流動站位置安裝一臺或多臺接收器，在特定時間段內(nèi)完成信號的接收和處理。隨后將得到的數(shù)據(jù)信息和基準站要得到的觀測值相對比，以此來得到GPS差分改正之后的數(shù)據(jù)。通過無線電臺將其傳輸至流動站結(jié)合GPS 流動站，可以對其進行精準的處理，最終得到準確的坐標位置[1]。

1.2 誤差分析

GPS-RTK 測量技術(shù)具有很高的精準度，同時便于攜帶，工作效率高，抗干擾素力強，不過也存在一定的缺陷。工作人員為了進一步縮小測量工程存在的誤差，需要強化自身對于數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生原因的了解和分析水平，結(jié)合測量工程的實際情況，采取適宜的措施來降低誤差的出現(xiàn)，從而提升整體精準水平，一般情況下GPS-RTK 測量技術(shù)可以存在的誤差主要有以下兩個方面：一方面，用戶接收設(shè)備存在的誤差，這種誤差主要體現(xiàn)在由于天線相位中心出現(xiàn)變化所造成的一系列的誤差問題；另一方面，基準站轉(zhuǎn)站誤差。這方面的誤差主要涉及由于坐標系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的誤差以及控制連鎖造成的誤差[2]。

2 GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)常見方式

2.1 GPS-RTK 同步圖形拓展式布網(wǎng)

GPS-RTK 同步圖形拓展式布網(wǎng)是現(xiàn)階段進行山地工程測量過程中經(jīng)常使用的一種方式，GPS-RTK 同步圖形拓展式布網(wǎng)方法就是將多臺接入器在不同的測站上同時進行觀測，GPS-RTK 同步圖形拓展式布網(wǎng)法簡單直接、圖形強度高、拓展速度快，有利于作業(yè)組織，因此在實際工作中有著非常廣泛的應(yīng)用。與此同時，根據(jù)兩個相鄰?fù)綀D形之間公共點的數(shù)量，可以將其分為以下幾種形式：第一，邊連式。這種形式是相鄰兩個同步圖形之間具有一條邊線相連接；第二，網(wǎng)連式。這種形式是兩個相鄰的同步圖形之間至少有三個共同點相連接；第三，混連式。這種方式主要使用哪種方法都不能進行連接，在具體的山地工程測量過程中，要結(jié)合具體情況靈活使用這幾種形式，而常用的是混聯(lián)式[3]。

2.2 GPS-RTK 星形布網(wǎng)

GPS-RTK 星型布網(wǎng)方法主要是使用一臺接收器來作為基準站，在對目標區(qū)域進行觀測的過程中，要明確測站的位置，并且其他接觸器在基準站周圍進行流動觀測，每到一站便開機工作，在結(jié)束之后進行轉(zhuǎn)移。使用GPS-RTK 星型布網(wǎng)方法，不強求流動的接收機之間進行同步觀測，這樣測得的同步基線也就以基準站為中心，形成了一個星形的圖形，這種方式的名稱由此而來。GPS-RTK 星型布網(wǎng)方法效率較高，一般情況下在山地工程測量中有著廣泛的使用。

3 要求與準則

3.1 布網(wǎng)方式選點要求

在GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的過程中，要做好布網(wǎng)方式選點這項工作，要結(jié)合有關(guān)標準規(guī)范來完成，在具體工作中GPS 選定主要分析其所屬位置，要保證GPS 信號的接收不會受到外界因素的干擾，并且其位置較為穩(wěn)定。

3.2 提升可靠性方法

對于提升GPS-RTK 布網(wǎng)可靠性的方法主要有以下幾個方面：第一，工作人員要增加觀測的技術(shù)，也就是要結(jié)合工作的具體要求，增加獨立基線數(shù)量，以此來強化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；第二，注意重復(fù)設(shè)站次數(shù)；第三，工作人員要保證每個測站至少和三條的獨立基線相互連接，只有這樣才能保證該測站可以達到更高的可靠性和穩(wěn)定性；第四，控制好邊數(shù)，在布網(wǎng)過程中要保證網(wǎng)中的最小邊數(shù)低于6 條[4]。

3.3 提升精度方法

第一，為了進一步提升GPS 網(wǎng)格相鄰點的精準度，工作人員要對網(wǎng)中較近的點位進行同步觀測，從而得到點位之間的直接觀測基線，如果沒有按照這項工作要求來進行設(shè)置，在后續(xù)的工作中會出現(xiàn)控制網(wǎng)加密等問題的發(fā)生；第二，如果布設(shè)高精度的GPS 網(wǎng)應(yīng)結(jié)合整體精度要求在全面網(wǎng)上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個全面網(wǎng)的股價；第三，在布網(wǎng)的過程中要使網(wǎng)中最小異步環(huán)的邊數(shù)低于六條，這項要求也是起到?jīng)Q定性作用的工作標準，如果違反這項工作要求，會導(dǎo)致山地工程測量工作失去應(yīng)有的作用[5]。

3.4 高程問題

GPS 網(wǎng)平差之后，可聯(lián)測一些高升點，作為聯(lián)測的點位，要均勻地分布在網(wǎng)中，同時要保證其不低于四等水準，或者其精度符合標準完善提出的要求。通過這種方法可以準確地計算出GPS 點位的正常高。一般情況下，在平原地區(qū)要控制其數(shù)量超過5 個，而在丘陵或者山地地區(qū)要結(jié)合其地形地貌，適當增加高程聯(lián)測點，一般情況下要控制于數(shù)量超過10 個點位。在設(shè)置的過程中要充分考慮到測區(qū)的面積，這也是山地工程測量過程中工作人員需要重點關(guān)注的內(nèi)容之一。

4 技術(shù)應(yīng)用措施

4.1 強化測量技術(shù)水平

由于GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)在使用過程中具有較大的難度，尤其是在山地工程測量中，相比于平原地區(qū)，其難度更高，而且一些技術(shù)人員沒有全面掌握GPS-RTK布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)，因此在實際工作中經(jīng)常會出現(xiàn)誤差問題，甚至會導(dǎo)致結(jié)果無法使用。因此，有關(guān)單位在組織山地測量工程的過程中，應(yīng)用GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)之前，要做好工作人員的培訓教育工作，正確講解技術(shù)的應(yīng)用要求以及工作規(guī)范，與此同時還可以聘請一些業(yè)內(nèi)權(quán)威的技術(shù)人員和專家來共同參與測量工作，其目的在于通過傳幫帶以及培訓教育，全面提升測量人員對于GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)的掌握程度，在培訓過程中不僅要做好技術(shù)應(yīng)用等方面的培訓，還要做好研究和推廣新型測量技術(shù)的講解，從而使工作人員都能全面掌握技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范，在實際過程中，由于許多數(shù)據(jù)誤差是人為因素所造成的，因此還要建立獎懲機制，以此提升工作人員的積極性和主動性，在工作過程中可以及時排除影響因素，保證工作順利完成[6]。在日常工作中，需要階段性地對工作人員進行評價，掌握其實際情況，從而調(diào)整崗位，避免受到人為因素影響導(dǎo)致結(jié)果失去準確性。

4.2 建立健全管理機制

1.進一步提升測量設(shè)備的管理工作，建立健全設(shè)備使用管理制度。有關(guān)人員在工作開始前需要對所使用的設(shè)備進行檢查，確定其型號、種類符合要求，隨后要對其進行校準，待設(shè)備管理人員簽字之后才能夠進行使用。由于GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)對于儀器設(shè)備有著很高的精準要求，并且一些設(shè)備屬于精密儀器，因此要注意其年檢是否按時完成。如果發(fā)現(xiàn)超期未檢的儀器設(shè)備嚴禁使用，在具體工作中，只有符合檢查要求且檢測報告規(guī)范才能進行使用，在使用完成之后，還要對儀器設(shè)備進行科學有效的維護保養(yǎng)工作，并且在使用完成后的第一時間歸還至設(shè)備管理處，工作人員需要對所歸還的設(shè)備進行仔細的檢查，如果存在損壞問題要及時進行修復(fù)。

2.建立健全測量技術(shù)管理體系，對于實際測量過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題要進行分析和研究，明確其產(chǎn)生原因，從而有針對性地制定防范措施。將防范措施列為管理制度清單中可以提升其地位，使工作人員都能遵守要求。

3.建立評價考核制度，對工作人員的工作情況進行評價，如果發(fā)現(xiàn)違反工作要求，長期存在馬虎大意心理的工作人員，要視情況調(diào)整其工作崗位，避免其影響山地測量工程的推進[7]。

4.3 設(shè)備管理

設(shè)備管理對于GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)應(yīng)用來說起到?jīng)Q定性的作用，同時也是山地工程測量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，我國工程具有現(xiàn)代化的特征，因此需要充分地應(yīng)用各類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)來提升工作水平，相關(guān)工作人員要進一步提升測量設(shè)備的管理工作，通過制定科學完善的設(shè)備管理辦法以及措施，并構(gòu)建相應(yīng)的管理體系，以此來保證各項工作要求能夠落實到位，并且對現(xiàn)階段存在的問題有針對性地進行處理，例如設(shè)備管理人員在使用設(shè)備之前需要對其進行全面的校對，在測量工作完成之后還要進行及時養(yǎng)護，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時查明原因并進行維修，設(shè)備管理工作對于專業(yè)的要求較高，所以有關(guān)單位在組織人員的過程中，要對其專業(yè)素養(yǎng)進行系統(tǒng)的評價，如果其不符合崗位要求，嚴禁其進入工作，并且對于設(shè)備管理人員要定期進行考核，確保其綜合素質(zhì)達到設(shè)備管理標準[8]。

5 實際應(yīng)用

5.1 項目概況

本工程位于廣東省清遠市清城區(qū)源潭鎮(zhèn)S354 路邊，測區(qū)范圍內(nèi)主要以房屋、林地、山地為主。山地多為樹林、竹林，旱地灌木林叢生，通視條件較差，給控制測量及地形圖測量帶來較大的困難。測量內(nèi)容主要包括項目區(qū)控制測量和項目區(qū)1:500 地形測繪。

5.2 作業(yè)流程

本項目堅持資料分析、布設(shè)控制網(wǎng)、控制測量、野外數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)成圖、過程檢查、最終檢查、成果整理等工作程序，具體內(nèi)容如下：第一，對掌握的資料進行分析，掌握工作要點；第二，組織相關(guān)工作人員對工作要點以及注意事項進行學習，掌握測區(qū)的整體情況；第三，圖根點選點、觀測、計算、檢查；第四，通過相應(yīng)的儀器、設(shè)備來對野外數(shù)據(jù)進行采集和整理；第五，利用南方CASS10.1 軟件完成內(nèi)業(yè)編圖；第六，繪制地形圖，外業(yè)檢查、內(nèi)業(yè)修改，圖面檢查、修改，過程檢查；第七，對得到的結(jié)果進行校對、檢查；第八，將最終結(jié)果報送甲方驗收。

5.3 質(zhì)量成果

5.3.1 控制測量部分

第一，在清遠市GPS-E 級控制點的基礎(chǔ)上，布設(shè)一級圖根控制點13 點；第二，每點測量均在重置整周模糊度的情況下分別測量兩次，兩次成果點位、高程較差大于4cm的均已重測，小于4cm的成果取中數(shù)；第三，用南方瑞得GPS-RTK（R90i）檢測圖根點13 點，無粗差，最大平面位移是3.5cm，平面中誤差為±2.2cm；檢測圖根點高程13 點，無粗差，最大高程較差是-3cm，高程中誤差為±1.6cm。檢測精度良好，符合國家有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求。

5.3.2 數(shù)字化成圖部分

本項目成圖比例尺為1:500，選擇全解析法數(shù)字化成圖作為成圖方法。在具體工作中，數(shù)據(jù)處理采用南方CASS10.1 數(shù)字化成圖軟件成圖，根據(jù)現(xiàn)場繪制的草圖進行圖形編輯、修改、注記等，各要素的表示方法和取舍原則，嚴格按《圖式》和《技術(shù)設(shè)計書》要求執(zhí)行。1:500 數(shù)字化地形圖的數(shù)學精度情況：根據(jù)地物地貌的復(fù)雜程度，對地物點進行野外設(shè)站打點和丈量其相關(guān)位置；實地共采集平面碎部點25 點，高程點25 個，地物點點位中誤差為±2.7cm，高程中誤差為±1.8cm。上述精度統(tǒng)計結(jié)果，符合規(guī)范和技術(shù)設(shè)計書要求。

6 結(jié)語

GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)作為現(xiàn)階段山地測量工作的關(guān)鍵，其應(yīng)用水平直接關(guān)系到結(jié)果的精準度。在實際應(yīng)用過程中，要明確測區(qū)的整體情況，科學地進行點位設(shè)置。同時結(jié)合以往工作經(jīng)驗，對GPS-RTK 布網(wǎng)設(shè)計技術(shù)進行調(diào)整，使其達到更高的精度。