試析GPS-RTK技術與全站儀在工程測繪中的應用

王天孝

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東深圳518000）

1 引言

對于傳統的GPS 測繪技術，其在實際應用中需要待觀測結束后進行解算操作，得到厘米級的精度，導致測繪效率大打折扣。而GPS-RTK 技術是以載波相位為基礎的實時差分測量技術，該技術有效彌補了傳統GPS 測量中存在的缺陷，提升了測繪準確性和效率。

2 GPS-RTK技術的優勢分析

2.1 測繪效率高

相對比傳統的測繪技術，GPS-RTK 技術的測繪效率更高，主要體現在以下方面：（1）該技術適用于一些復雜的特殊地形，這是傳統測繪技術無法實現的，而且在一般的地形測繪中，GPS-RTK 技術可以一次性測量半徑為5km 的區域，測量范圍較大；（2）傳統的測繪技術在實際應用中需要大量的人力，且測繪效率較低，而GPS-RTK 技術只需要1 個技術人員即可完成相關操作，不僅有效降低了人力消耗，而且大大提升了測量效率[1]。

2.2 測繪成本低

目前，我國高性能的國產GNSS 測量終端設備一般約為2 萬元，該設備通過CORS 差分服務可以實現實時差分測量，最終確保測繪結果達到厘米級精度。而對于CORS 差分服務，目前我國有2 種方式獲取，其中一種是直接向當地地理信息部門申請，但是由于流程過于煩瑣，會影響測繪效率；另一種是購買北斗地基增強系統CORS 服務，購買門檻相對較低，只需實名認證即可，而且信號覆蓋范圍廣泛，測繪效率和精度較高。

2.3 全天候作業

傳統的測繪技術由于影響因素較多，無法實現全天候作業，加之外界自然條件的限制，測繪精度很難滿足要求。而GPS-RTK 技術受外界因素的影響較小，自動化程度相對較高，還可以借助一些計算機系統軟件實現智能化的信息處理，降低了人工操作存在的誤差，大大提升了測繪結果的準確性。

3 GPS-RTK技術在常規測量中的應用

3.1 控制測量

GPS 技術主要是通過接收衛星信號實現定位測量，所以，一般對觀測站的通視要求較低，只需要根據控制測量相關參數要求即可滿足實際的作業標準。應用GPS-RTK 技術進行定位測量時，需要注意以下幾點：（1）為了確保定位結果的準確性，選擇觀測站位置時，要盡可能地將觀測站設置在視野較好的位置，而且周圍不能存在障礙物，以免影響測繪結果準確性；（2）通常接收衛星的信號會受到周圍電磁波的干擾，造成定位結果不準確，所以，進行外業測量時，需要排除周圍電磁波的干擾，如電視塔、微波站等，確保接收信號不受干擾，保證測繪結果的準確性。

進行數據的采集工作時，首先，要在GPS-RTK 流動站的控制器中設置項目名稱，建立作業文件，選擇與基準站匹配的橢球參數、投影參數、坐標轉換參數以及電臺頻率，進入RTK作業模式，進行初始化操作，在距基準站6～8km 范圍內進行數據采集。在實際操作中，為保證測量的準確與精度，每天開始測量前重測2～3 個前一天的控制點，用以檢核數據，遇到基準站搬遷時，需要在不同的基準站聯測2 個相同點，對出現高程異常值突變的地方進行二次高程改正。在完成數據采集后，相關人員需要依據三角函數、方位角推算原理，建立包括方位角、距離、轉角、偏角、曲線元素等的解算模型，為數據處理程序的編制提供數學依據。

3.2 數字化地形圖測量

在進行數字化地形圖測量時，應用GPS-RTK 技術具有較大的優勢，不僅所需的控制點較少，而且還可以有效克服傳統測繪中一些不足和缺陷，使測量精度達到要求。在實際應用中，只需要將采集點的相關數據信息導入計算機數字化軟件中即可以自動生成需要的地形圖，這種方式不僅減少了人力勞動，而且自動化程度較高，可以減少誤差，特別是對于一些復雜的特殊地形區域，可以實現直接測量，并且滿足測量精度要求。

3.3 施工放樣測量

傳統的施工放樣測量是采用全站儀實現的，但是由于該技術的應用需要確保點位之間的通視性，而且受到外界因素的影響較大，所以，實際測量精度較低。而由于GPS-RTK 技術不需要考慮點位的通視性，且實際測量中受外界因素的影響較小，所以，應用在施工放樣測量中具效果較好。在實際應用中，只需要將事先準確好的點、線等參數輸入手薄中，即可以自動生成數據，還可顯示里程、偏移距離等參數，有效提高了放樣測量的工作效率和數據處理的準確性。

4 GPS-RTK技術與全站儀在工程測繪中的應用

4.1 前期準備

工程測量工作涉及的內容較多，操作程序復雜，為了提升測量結果的準確性，需要將GPS-RTK 技術與全站儀進行結合應用，首先需要做好前期準備工作，主要包括以下工作：（1）掌握GPS-RTK 聯合全站儀測量流程，即管理人員需要根據實際情況制定科學合理的測繪流程，然后根據流程開展后續測量工作，通常的測量流程包括資料收集、首級控制測量、圖根控制測量、外業數據采集、內業數據處理和測繪成果整體輸出等。（2）測量前，需要做好實際勘察工作。通常情況下，勘察工作包括測區的地理位置、經緯度、區域面積、行政區范圍以及地形地貌等，根據勘察結果制定測量方案，以確保方案制定的科學合理性。（3）在GPS 聯合全站儀地籍測繪開始之前，應對各測繪儀器的參數進行調整，確定平面坐標系統、控制網布置以及高程測量控制網。

4.2 實際應用

應用GPS-RTK 技術時，如果接收的衛星信號質量較差，會給后續工作造成嚴重的困擾，導致測量結果精度降低。對于信號較差的區域，需要借助全站儀進行測量，首先利用GPSRTK 技術在區域內建立符合精度要求的低級控制點位，然后應用全站儀對區域進行碎部測量，以彌補GPS-RTK 測量中缺失的地形特征點位信息，從而有效提升測量精度。

5 結語

綜上所述，當前我國工程測量行業對測繪技術要求較高，傳統的全站儀測量無法滿足要求，逐漸被GPS-RTK 技術替代。但是實際工作中會不可避免地存在一些問題，如接收信號差，導致測繪精度受到影響。因此，為了確保測量結果精度水平，需要將GPS-RTK 技術與全站儀進行結合應用，以進一步提升測繪效果，滿足工程測量的現實需求。