GPS RTK技術在工程測量中的運用

魏金博

【摘要】GSP-RTK技術，即實時動態測量技術主要是將GPS測量和數據傳輸兩項技術技術進行結合，在此基礎上建立的GSP-RTK技術，同時這也是GPS測量技術全新的突破點。圍繞GPS-RTK技術在工程測量中的運用，從操作流程以及具體的運用上進行了分析，并提出了相應的建議。

【關鍵詞】GPS-RTK 工程測量 運用

目前，GPS-RTK，即實時動態技術已經成為使用最為廣泛的測量技術之一，高精度 GPS實時差分定位 RTK技術主要是基于是在 GPS的基礎上發展起來的，其不僅能在一定范圍內達到厘米級的測量精度，還能夠實時提供流動站在指定坐標系中的 3維定位結果，可以被看成是 GPS技術應用史上的重大里程碑。RTK測量技術所具有的精度高、實時性和高效性等優點，使得其在工程放樣、地形測圖、各種控制測量等工程領域中的應用越來越廣泛。

一、GPS-RTK技術概述

GPS實時動態測量系統，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合而構成的組合系統，主要由GPS接收設備、數據傳輸系統和軟件系統三部分構成，是GPS測量技術發展的一個新突破。實時動態定位技術也叫RTK技術，是以載波相位觀測值為根據的實時差分GPS技術。RTK系統由基準站和流動站組成，建立無線數據通訊是實時動態測量的保證，其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準點，安置一臺接收機作為參考站，對衛星進行連續觀測，流動站上的接收機在接收衛星信號的同時，通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數據，隨機計算機根據相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度。這樣用戶就可以實時監測待測點的數據觀測質量和基線解算結果的收斂情況，根據待測點的精度指標，確定觀測時間，從而可減少冗余觀測，提高工作效率。實時動態定位（RTK）技術不僅保留了GPS所有的功能，如快速靜態定位模式、準動態相對定位模式、動態相對定位模式等，觀測數據也可以采用后處理的方法，由于后處理定位和實時定位可以同時進行，所以更具優越性。

二、GPS-RTK技術具體操作工序

GPS RTK技術在測量應用中，需要進行設置并遵循一定的作業流程，以保證測量效率及測量效果。其主要的內容包括以下幾點：第一，控制資料的收集。考慮工程測量的要求，收集測量區域內等高級控制點信息，通過檢測，保證起算數據的可靠性及準確性；第二，設置基準站。一般基準站應設置在較為開闊的環境中在，合理確定基準站坐標，其坐標精度的確定，直接影響著測量精度；選擇測量模式，選擇天線類型及電臺類型等；第三，設置流動站，流動站電臺應為內置接收電臺，為保證測量精度，需要在測量之前，進行流動站初始化，在初始化過程中，應保持可以同步觀測到5顆及5顆以上衛星，如低于五顆衛星，應重新初始化。第四，坐標系統轉換。在工程測量中，多選擇應用的是地方坐標系，而在GPS系統測量中，其坐標為WGS-84坐標系，為此，需要計算坐標轉換參數，進行坐標參數系統一；第五，測量定位。在保證坐標轉換無誤之后，可以在規定區域進行工程測量。

三、GPS-RTK技術在工程測量中的具體運用

（一）應用于施工放樣

放樣是測量的一個應用分支，在地籍測量中和工程施工中經常使用。它要求通過一定方法采用一定儀器把人為設計好的點位在實地給標定出來。放樣的方法很多，如經緯儀交會放樣，全站儀的邊角放樣，距離交會等等。利用以上方法放樣出點的位置時，往往需要根據測量的結果來回移動目標，直至到達點位。放樣同測圖一樣，需要通視情況良好，需要跑尺者和觀測者，工作效率低。采用RTK技術放樣時，可以在室內用專用軟件將要放樣的點或線坐標編輯好，傳輸到GPS的手簿中，便可以在野外進行操作。操作時，按提示選擇放樣點后，GPS-RTK會實時解算出天線所在位置的坐標，同時與待放樣的坐標進行比較，得出兩者之間的坐標差，再通過手簿的界面文字和圖形導航到點。

（二）應用于斷面測量

用常規方法在斷面測量過程中常常會碰到斷面樁無方向點或測量斷面需要很多分站才能完成。而利用 GPS-RTK接收機配合手薄記錄、采用 RTK技術可實時采集斷面的三維坐標數據，可以很好地解決這些問題，無須考慮通視方向和分站測量，而且利用手簿實時顯示斷面圖結果，可以很直觀地檢查斷面狀況與實地地形，減少了不少的內業工作量。

（三）應用于碎部測量中

傳統的碎部測量一般是根據測區已有的圖根控制點，利用平板儀測圖或使用全站儀測圖，使用全站儀時，測每個點均輸入該點的地物編碼，然后再利用成圖軟件成圖，這些方法作業時要求測站點和被測的周圍地物地貌等碎部點之間一定要通視，而且一臺儀器至少要求 2～3人同時進行作業。采用 RTK技術進行測圖時，不要求通視，架設好基準站后，僅需一人拿著儀器便可以開始測量。測量時，測量員在儀器已經初始化（獲得固定解）的情況下，在要測的地形地貌碎部點上，將測桿對中、讓氣泡居中后，開始測量幾秒鐘，就能獲得該點的坐標，精度達到要求后就可保存，保存點時輸入該點的特征編碼，把一個區域內的地形地物點位測定后，利用專業數據傳輸和處理軟件可以輸出所有的測量點。用 RTK技術測定點位不要求點間通視，僅需一人操作，便可完成測圖工作，大大提高了測圖的工作效率。

（四）應用于控制測量

整體控制測量和局部加密控制測量是常規測量中所要進行的兩個步驟，在整體控制時就必須考慮到后面加密工作的開展。常常因為要進行局部加密控制而要測量一級導線，然后在此基礎上再進行圖根控制，這樣就花費了大量的人力、物力。而采用 GPS-RTK系統來進行控制測量，在首級控制測量時，無需考慮通視方向點，無需進行更多的加密控制，如測導線測圖根點之類的工作，只需將移動站放在所需的控制點上平滑采集 5S即可得出坐標。這就使得在首級控制選點位時，只需考慮其實用性及設基準站的安全性。因此，GPS-RTK測量技術能夠大大提高控制測量的工作效率、減輕勞動強度。

針對 GPS-RTK技術在工程測量中的運用，從工程測量中幾方面對其的應用進行了闡述，希望能夠通過文章中的分析，進而全面提升 GPS-RTK技術性能，以此為我國建筑行業的可持續性發展以及相關測量技術水平的提升奠定良好的基礎。

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