GPS_RTK技術在工程測量中的應用分析

李勇鋼/黑龍江省煤田地質物測隊

GPS_RTK技術在工程測量中的應用分析

李勇鋼/黑龍江省煤田地質物測隊

RTK測量技術是由數據傳輸技術和GPS測量技術相互結合而新出現的一種測量技術，RTK測量技術是依據載波相位的觀測值產生的時間差值的GPS技術，它屬于近些年來GPS測量技術當中所新出現的一種測量技術。本篇論文就對GPS的定義和RTK測量技術進行了介紹和分析，進而突出的表現了RTK測量技術的優越性，并對RTK測量技術在實際工程測量當中的運用進行了簡要的探討。

GPS；系統組成；RTK；定位；測量；應用

一、GPS定位系統介紹

（一）GPS定位系統的組成

GPS定位系統是由：空間衛星群和地面監視控制系統與接受用戶這三個部分來構成的，GPS衛星群是由距離地球表面20萬公里的24顆衛星所組成的，它們被均勻的設置在各自運行的軌道之上，它們之間的平面交叉角度是60度，它們的運行軌道和地球赤道的傾斜角度是55度，衛星在各自的軌道之上運行周期是11個小時零58的分鐘，通過一定的科學運算之后確定采用這樣的衛星分布方式和運行方式，能夠確保任意地點與任意時間使地平線之上都能夠接收到衛星所傳送出來的電子信號。

地面控制系統是由主控站，五個監測站和三個注入站所組成的，主控站的主要作用和功能為，以GPS觀測到的信息數據和各個監測站的信息數據為依據，來對衛星鐘和星歷相關的參數進行計算，還能夠使用注入站來把信息數據注入進衛星當中；并且能夠實現對衛星的控制，發送一些指令給衛星和對備用的衛星進行調度等功能。

（二）監測站的主要功能和作用

監測站的主要功能和作用為對衛星信號進行接收和對衛星的工作狀態進行監測。注入站的主要功能是把主控站所計算出來的信息數據注入到衛星當中。GPS地面控制系統被設置在美國本土和印度洋與大西洋，太平洋。

GPS的接收用戶是由接收機和信息處理程序與用戶的相關設備所組成的，它的功能主要是接受來自GPS衛星所發射出來的信號，通過這些信號信息來進行跟蹤定位和導航。

二、RTK技術的技術原理和觀測技術方法

所謂的RTK技術就是把一部GPS接收機，設置在固定站之上，通過它來對所有能夠監測到的衛星進行不間斷的持續性觀測，同時把其所觀測到的信息數據利用無線電裝置，將數據實時的傳遞給觀測站用戶，也就是流動站。

進而利用其的差分定位，就能夠使GPS衛星在進行定位的過程當中的很多臺接收設備之間共同所存在的誤差，信號傳遞的延遲誤差等多種公共誤差清除或者是縮小，進而使定位的精度得到有效的提高。

PTK定位測量技術一般都是有基準站和單個或者多個的流動站來構成的。基準站通常都被人們設置在已知的地面點之上，來實現持續性的觀測。對于已知地面點的選擇應注意，其位置要選擇在視野開闊的測區中間，其四周15度以上不能存在高大的建筑物，樹木等物體，以其為原點，200米為半徑范圍之內不能存在信號塔，電臺等能夠發射強電磁波的信號源，應遠離高壓電線50米之外；同時其附近也不能存在面積比較大的水域和一些其他的能夠對衛星信號接收產生干擾的物體。

在進行觀測之前，如果對地面坐標和坐標系轉換的參數進行了準確的確定，就完全可以把基準站設置在和上文中所述的條件相符合的未知地面點之上，來進行不間斷的觀測。把流動站分別設定在待測點之上進行觀測，并使流動站和基準站二者能夠同時的對衛星信號進行接收。

基準站和其所相連的電臺把坐標，載波相位值，接收設備工作狀態和衛星跟蹤定位狀態與偽距觀測值等信息傳輸給流動站。流動站把收到的信息數據和衛星信息數據共同進行實時差分平差的運算和處理，能夠對流動站所使用坐標系的三維坐標和觀測信息數據進行實時的獲取。

三、在工程測量中RTK技術的運用

RTK定位技術分為快捷靜態定位技術與動態定位技術兩種技術測量模式，把這兩種定位技術互相融合的運用在大比例的野外測量繪圖的信息采集，對公路中心線的定位，市政工程的測量和航拍測量成像等多個領域當中，現今此種測量技術已被廣泛的運用在多個領域當中。

（一）控制測量

控制測量作為工程建造，維護管理的根本依據和基礎，控制網建立的網型，準確度的標準要求和建設工程的規模和性質有著直接的聯系。城市當中的控制網其具備面積覆蓋面大，準確度高，使用頻率高的特征，城市當中的一，二，三級導線一般都處在地形表面，隨著我國城市化進程的不斷加速，這些地面點往往都隨著城市建設對地面的作用而遭到了破壞和影響，這就對工程進行測量的進度產生了一定的影響。普通的工程控制網面積較小，大密度的點位設置，要求其精度高。采取常用的控制測量技術，例如，邊角網與導線測量，就必須使各相鄰點之間能夠互相通視，并且大部分要進行分階段的來進行施測，進而使微小的誤差不斷積累而形成過度誤差，進而導致了時間和精力的浪費，精度還不夠均勻。

如果采取RTK定位技術來進行工程的測量，能夠實現快速精確的實時的供給控制點，避免誤差的不斷積累，使測量精度均勻。和傳統的作業形式作對比，各個相鄰點之間只要保持在同一個通視的方向就可以，并且還具備對點位選擇的約束和限制比較少，作業周期短，效果的精度較高，工程投入成本較低的優點，在進行工程施工控制網和工程勘探及變形監測控制網時采用RTK技術的優勢是比較明顯的。RTK技術和GPS測量技術對比來看，RTK技術能夠對測量結果進行實測實收，不用在進行測量之后的數據處理，避免內業精度不符合標準要求而重復返工的現象出現，進而達到縮短作業周期和提高作業效率的目的，使功效能夠提升三到五倍。

（二）碎部的測量和放樣

RTK技術能夠運用在地形圖的測繪，地籍圖和房地產界址點的測繪與施工現場的平面放樣等多個行業領域當中。傳統的測量技術有電子平板測圖和平板儀測圖技術，此類技術要對控制點進行設置，還必須是測點和測站之間可以互相通視，需要3人左右共同作業才能夠完成，而采用RTK測量技術進行測量，就不需要設置控制點，只需要一個技術人員就能夠完成測量作業，把測量設備到待測點上停留5秒左右，輸入相對應的特點編號，以基準點為依據，就能夠對地形點，界址點和地物點坐標高精度準確的測定出來。

（三）航測像片的控制測量

為了能夠使影響的誤差達到糾正的目的，就要對航測像片實際地點，取得高精準度的地物特點。傳統獲取坐標的作業方式為，設定相符合的支導線或者導線，在導線點之上使用全站式測量設備來進行測量作業。這種測量技術作業量大，勞動強度較高，作業效率較低，還容易出現較大的誤差和錯誤。采用RTK技術來進行水平的測量能夠使誤差保持在正負3CM之內，高程的精度在正負5CM，能夠使航測像控點的標準和需求得到滿足，使用操作都很方便和靈活，作業效率高，優勢顯著。

[1]于建國.《我國工程測量的發展趨勢和戰略目標》.J.測繪通報.2012.10

[2]閆曉光.《RTK實時動態技術在地籍和房地產測量中的應用》.J.2013.09