GPS RTK技術在工程測量中的應用

摘 要：本文從概述GPS RTK技術出發，探討了GPS RTK技術在工程測量中的實際運用，包括控制測量、線路中線定線、建筑物規劃放線和用地測量幾個方面，最后指出GPS RTK技術在工程測量中的應用的優勢。以期為相關的理論研究和具體的實踐工作提供一定的借鑒。

關鍵詞：GPS RTK技術；工程測量；應用

1 GPS RTK技術概述

1.1 GPS RTK技術的工作原理

GPS RTK技術作為GPS測量發展路程中的里程碑，主要包含GPS接收機、軟件系統和數據傳輸系統三個部分組成。這項技術的工作原理是，在多于兩臺GPS接收機的條件下，至少一臺為基準站，一臺為流動站，開展同時工作，充分利用載波相位差分技術對于兩個測站的載波相位觀測量進行實時處理。GPS RTK技術的技術基礎是實時動態定位技術的載波相位觀測值，對于指定坐標系中的三維定位結果進行實時提供，并且實現到厘米級別的精確程度。將基準站接收機固定在一個點上，利用基準站系統進行原始衛星數據的采集，并且通過串行接口進行無線電的發射，在發射之后，利用發射電臺廣播原始數據。與此同時，利用流動電臺進行基準站GPS原始數據信息的接收，然后電臺通過串口將所收到的基準站原始信息傳送到流動站接收機。在GPS RTK的作業模式下，基準站主要通過數據鏈的形式，實現觀測值和觀測站坐標信息到流動站的傳遞。流動站主要承擔兩項任務，一方面是利用數據鏈進行來自基準站數據的接收，另一方面是對GPS的觀測數據進行實時采集，并且在系統內部實現組成差分觀測值的實時處理。與此同時，厘米級別的定位結果也需要給出，整個過程歷時不超過一秒鐘。

在GPS RTK工作模式下，流動站既可以處于靜止狀態，又可以處于運動狀態。可以選擇在固定的點上進行初始化作業，并且在此基礎上開展動態作業，也能夠在動態條件下實現直接開機，并且在動態環境下搜索求解周模糊度。

1.2 GPS RTK的構成

GPS RTK主要包含以下三個部分。首先，是GPS接受設備。因為雙頻觀測值有著精度高、速度快的特點，能夠準確迅速地進行整周未知數的解算。在基準站以及用戶站上，都需要進行雙頻GPS接收機的設置。因此，當基準站為多個用戶提供服務時，需要將接收機的采樣率與用戶接收機的最高采樣率保持一致。其次，是數據傳輸設備。數據傳輸設備又稱為數據鏈。主要由基準站的無線發射電臺和用戶設備的接收機兩部分組成。在對數據傳輸設備的頻率和功率進行選擇的時候，需要考慮用戶站和基準站的距離以及環境質量、數據傳輸速率等因素。最后，是軟件系統。對于軟件系統的質量和功能開展實時動態檢測，能夠切實保障動態測量的可行性以及測量結果的可控制性和精確性，實現測量效果的提升。

2 GPS RTK技術在工程測量中的實際運用

GPS RTK技術是一種常用的GPS測量方法。在傳統的工程測量中，比如靜態、快速靜態、動態測量等方式，要想獲得厘米級的精度，必須開展事后計算。但是在GPS RTK技術工作模式下，不需要通過事后計算，可以在野外實時測量中獲得厘米級的定位精度。載波相位動態實時差分方法是其主要的技術依托。它的出現促進作業效率的提升，為工程放樣、地形測圖等方面都做出了很大的貢獻。

1）控制測量。為了實現城市建成區和規劃區測繪需要的滿足，城市控制網大多具備控制面積大、精度高、使用頻繁等特點。在城市的一、二、三級導線方面，大多都處于地面的位置。隨著城市建設的迅猛發展，導線點非常容易遭到破壞，大大影響工程測量的進度發展。因此，如何快速獲得精確的控制點，是提升工作效率的關鍵。在導線測量等常規測量中，點間通視是必備的要求，既費工又費時，而且經常存在精度不均勻的現象。GPS靜態測量中，點間不需要實現通視，而且能夠保持連貫的高精度，但是仍然存在數據采集時間長，需要事后處理等缺點。除此之外，在靜態測量中，實時定位效果無法得出，一旦發現精度不能夠完全符合要求，就必須進行返工操作。而GPS RTK技術的運用則能夠很好解決以上問題，不管是從作業精度上來講，還是從作業效率上來說，都有著非常明顯的發展優勢。2）線路中線定線。當GPS RTK技術在市政道路中線和電力線中線的放樣過程中時，放樣工作能夠實現單人完成。只需要將線路的終點坐標、曲線轉角、半徑等線路的相關參數輸入到GPS RTK的外業控制器中，就能夠實現放樣工作的開展。在進行放樣時，方式較為靈活多變，而且能夠開展隨時轉換，在樁號和坐標兩種方式之間進行任意的選擇。在進行放樣時，能夠在屏幕上發現有箭頭指示的偏移量和偏移方位，能夠有效開展前后左右移動，實現誤差的縮小。3）用地測量。在對建設用地的勘測定界測量過程中，GPS RTK技術的運用能夠對定界址點的坐標進行實時測定，實現土地使用界限和范圍的確定，并且在此基礎上進行用地面積的計算。在開展土地分類和權屬調查工作時，GPS RTK技術的應用能夠促進實時測量權屬界線以及土地分類修測活動的開展，為測量速度和精度的提升做出很大貢獻。

3 GPS RTK技術在工程測量中運用的優勢

比起傳統常規的測量方式，GPS RTK技術存在著以下明顯的優勢。首先，測量精度較高。在小于五十千米的基線上，GPS RTK技術的相對定位精度能夠達到1×10-6。其次，在測站之間，無需進行通視。再具體的測量工作中，只需要根據實際情況進行點位的確定，提升選點工作的靈活性和方面快捷程度。再次，觀測時間較短。對著GPS測量技術的不斷完善和發展，在開展GPS測量的整個過程中，靜態相對定位每站只需要二十分鐘左右，動態相對定位僅僅需要幾秒鐘。最后，能進行全天候的作業。因為GPS的衛星數目較多，而且分布較為均勻，所以能夠保證不同時間和地點的連續觀測和記錄。

4 總結

研究GPS RTK技術在工程測量中的應用的諸多問題，具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1] 葉積龍，張維寬.關于GPS RTK技術在地質工程測量中的應用分析[J].價值工程，2012，31（10）：183.

[2] 牛洪柳.GPS-RTK技術在工程測量中的應用研究[J].山西建筑，2012，38（3）：222-223.

[3] 黃燕明.GPS-RTK技術在工程測量中的應用研究[J].中國新技術新產品，2012，（5）：1-2.

作者簡介：高永濤，碩士，陜西能源職業技術學院地質測量系助教，研究方向：精密工程測量。