淺談GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

連毅峰

摘 要：近年來，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對(duì)工程測量的要求也與日俱增，GPS RTK作為一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、快速的方位測量，其在工程測量中的應(yīng)用成為人們關(guān)注焦點(diǎn)。文章主要淺談GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。文章首先對(duì)GPS RTK技術(shù)進(jìn)行概述，并對(duì)GPS RTK技術(shù)其在工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行概述，在此基礎(chǔ)上，通過具體事例，分析GPS RTK技術(shù)在工程測量中的具體應(yīng)用。希望通過本文分析，為相關(guān)人員進(jìn)行GPS RTK技術(shù)研究提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù)；工程測量；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）24-0059-02

1 概 述

隨著科技的不斷發(fā)展，測繪技術(shù)及手段也與日俱增，尤其是我國自主研發(fā)的導(dǎo)航衛(wèi)星北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的投入應(yīng)用，使我國的測繪工作更加簡單、更加精確，也更加便利。RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法），是近年來產(chǎn)生的新型的GPS測量方法。GPS RTK作為一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、快速的方位測量?；贕PS RTK技術(shù)的工程測量，可以極大方便工程放樣、地形測量、控制測量，也可以極大提高野外測量的工作效率。

因此，對(duì)GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行研究至關(guān)重要?；诖?，本文對(duì)GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

2.1 GPS RTK技術(shù)概述

GPS（全球定位系統(tǒng)），是美國與1973年研發(fā)的，并在1994年成熟，主要針對(duì)軍事方面，用于全天候、全星球，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)導(dǎo)航以及系統(tǒng)定位。GPS 工作原理則是二十四顆人造衛(wèi)星發(fā)射，可達(dá)到全球的信號(hào)源，基于接收機(jī)作用，在地球任何地方均可以實(shí)現(xiàn)接收三顆及其以上人造衛(wèi)星產(chǎn)生的信號(hào)，在此基礎(chǔ)上，定位衛(wèi)星位置以及通過計(jì)算，獲得衛(wèi)星高度。RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法），其利用差分GPS中的相位差分，GPS包括三類差分方式，即：位置差分、偽距差分以及相位差分。

RTK技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在野外實(shí)時(shí)的厘米級(jí)精度測量。RTK技術(shù)主要基于載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方式，可以極大方便工程放樣、地形測量、控制測量，也可以極大提高野外測量的工作效率。

RTK技術(shù)組成包括GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸裝置、軟件系統(tǒng)等，為獲得高精度的GPS測量數(shù)據(jù)，必須基于載波纖維觀測值。

2.2 GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

基于GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，主要基于以下幾個(gè)方面，即：

①控制測量。

在工程建設(shè)中的基礎(chǔ)為工程控制網(wǎng)，對(duì)于工程項(xiàng)目的性質(zhì)、規(guī)模以及精度，其余工程控制網(wǎng)的網(wǎng)型、精度等要求密切相關(guān)。對(duì)于規(guī)模較小的工程控制網(wǎng)，其精度以及點(diǎn)位的要求高，采用RTK技術(shù)進(jìn)行定位構(gòu)建工程控制網(wǎng)，可以有效提升作業(yè)精度。具體測量方式包括兩種：可以基于一個(gè)基準(zhǔn)站測量兩次點(diǎn)位，通過測量結(jié)果比較，獲得兩次差值；也可以通過兩個(gè)基準(zhǔn)站測量點(diǎn)位，然后對(duì)這兩個(gè)基準(zhǔn)站的測量結(jié)果做差獲得。

②地質(zhì)工程測量。

基于GPS RTK技術(shù)的地質(zhì)測量工程，可以有效的將基準(zhǔn)站與流動(dòng)站結(jié)合。具體測量方式則是在基準(zhǔn)站，通過GPS接收機(jī)，獲得觀測站以及測站的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，接著通過電磁信號(hào)，將坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，直至流動(dòng)站。對(duì)于流動(dòng)站，其一方面可以接受GPS本身所獲得的數(shù)據(jù)，也可以接受來自于基準(zhǔn)站的信息，其在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)這兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行差分觀測實(shí)時(shí)處理，然后經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，可獲得坐標(biāo)位置。

在地質(zhì)工程中，通過利用GPS RTK技術(shù)，可以整合自身GPS所獲得的數(shù)據(jù)以及基準(zhǔn)站輸送過來的數(shù)據(jù)，極大提升了測量的精度，也降低的測量時(shí)間，提高了工作效率。

③水下地形測量。

在水利工程中，水下由于地形復(fù)雜，條件惡劣，為獲得精準(zhǔn)的水下地形測量，則必須有準(zhǔn)確的水下地形資料。傳統(tǒng)的地形測量方式，譬如六分儀、全站儀配合探測儀等，具有較大的工作量，且精度有限，測區(qū)的范圍極小等。

基于GPS RTK技術(shù)的水下地形測量，主要基于GPS、測深儀，并結(jié)合電腦和導(dǎo)航軟件進(jìn)行測量，電腦上有海洋測量軟件可以對(duì)GPS、測深儀數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析，結(jié)合圖軟件，可以獲得水下地形圖?；贕PS RTK技術(shù)的水下地形測量，實(shí)現(xiàn)了高精度、操作簡單的水下地形測量，因此意義重大。

④市政工程放樣測量。

基于GPS RTK技術(shù)的市政工程放樣測量，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)人對(duì)市政道及其中線的放樣工作，節(jié)約了人力及物力。基于GPS RTK技術(shù)的市政工程放樣測量，可以依據(jù)樁號(hào)進(jìn)行放樣，也可以依據(jù)坐標(biāo)形式進(jìn)行放樣，操作方式靈活。

在放樣過程中，可以通過箭頭指示偏移量依據(jù)偏移方位，箭頭有利于前后左右移動(dòng)，可以盡可能降低誤差大小?；贕PS RTK技術(shù)的市政工程放樣測量，在進(jìn)行點(diǎn)位標(biāo)定時(shí)，應(yīng)該直接標(biāo)定，不能象常規(guī)放樣那樣，需要后視方向、并用解析方式進(jìn)行標(biāo)定，此種方式簡單易行。

⑤碎部測量。

基于常規(guī)的碎部測量，往往需要兩個(gè)及其以上人員參與工作，其中一個(gè)人負(fù)責(zé)看鏡，一人負(fù)責(zé)測尺，對(duì)于負(fù)責(zé)測尺的人員，要受到看鏡人員的指揮，并且在測量時(shí)，也受到測線長度、痛視等條件限制?；贕PS RTK的碎部測量，只需一人，便可以實(shí)現(xiàn)操作，節(jié)約了人力物力。具體測量方式為：移動(dòng)站基于藍(lán)牙HD7400手薄進(jìn)行手動(dòng)記錄，改變截尺，并輸入相應(yīng)的編碼，對(duì)地物地類進(jìn)行自動(dòng)繪制。“跑尺”人員了解所測地形，這真正實(shí)現(xiàn)了所測即所看的模式。

通常來說，基于GPS RTK的碎部測量，其有效距離為10～12 km。在進(jìn)行大范圍內(nèi)的同編碼碎部位置，譬如山地、沙灘等，則可以通過手動(dòng)采集方式，實(shí)現(xiàn)基于距離與時(shí)間的自動(dòng)采集，確保了截尺不變條件下，只需通過移動(dòng)流動(dòng)站便可進(jìn)行測量，操作方便。

⑥縱橫斷面測量。

在道路工程、橋梁工程、隧道工程等的測量過程中，均需要對(duì)縱橫斷面進(jìn)行測量，常規(guī)測量方式具有極低效率。基于GPS RTK的縱橫斷面測量，可以在提前完成的線路放樣工作之后，依據(jù)放樣點(diǎn)，自動(dòng)生成縱橫斷面，并利用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場測量。這極大提高了工作效率，降低了外業(yè)工作量。

2.3 GPS RTK技術(shù)在工程測量中的實(shí)際應(yīng)用

以福建省某隧道工程西洞口為例進(jìn)行分析。在該隧道西洞口1：500地形圖補(bǔ)測作用，測區(qū)具有較高海拔，為3 500 m，且該區(qū)域地形復(fù)雜，植被茂盛，痛視條件極差。在進(jìn)行工程測量中，如果采用常規(guī)測量模式，在短時(shí)間則無法實(shí)現(xiàn)測圖作業(yè)。

為了降低工作強(qiáng)度，增強(qiáng)測量效率，工程人員在進(jìn)行測圖作業(yè)中使用了GPS RTK技術(shù)。測圖作用有4人，其中1人在基準(zhǔn)站，剩余3人則負(fù)責(zé)流動(dòng)站以及操作。經(jīng)過3天時(shí)間，便完成對(duì)2.5 km2范圍內(nèi)的1：500地形圖的測量。在測量當(dāng)中，基于RTK技術(shù)，并完成對(duì)部分路線控制樁檢測，檢測結(jié)果，見表1。

由上表可知，差值指的是基于GPS RTK技術(shù)的實(shí)測平面與定測控制樁平面，高程成果與定測成果之間的差。數(shù)據(jù)顯示，基于GPS RTK技術(shù)在該工程中的應(yīng)用，即提高了工程測量的精度，滿足了1：500地形圖測圖作業(yè)，此外也節(jié)約了人力與物力。

綜上所述，基于GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，可以提高工程測量精度，增強(qiáng)野外測量工作效率，也可以節(jié)約人力與物力。因此GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用極為重要。

3 結(jié) 語

本文主要淺談GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。首先文章對(duì)GPS RTK技術(shù)進(jìn)行概述，并對(duì)GPS RTK技術(shù)其在工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行概述，在此基礎(chǔ)上，通過具體事例，分析GPS RTK技術(shù)在工程測量中的具體應(yīng)用。

實(shí)踐表明，基于GPS RTK技術(shù)的工程測量，可以極大方便工程放樣、地形測量、控制測量、碎部測量、縱橫斷面測量，其具體事例證明，基于GPS RTK技術(shù)的工程測量，也可以極大提高野外測量的工作效率，可以節(jié)約人力與物力，操作簡單。希望通過本文分析，為相關(guān)人員進(jìn)行GPS RTK技術(shù)研究提供借鑒與參考。

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