GPS RTK技術(shù)在工程測(cè)量和房產(chǎn)測(cè)量中的應(yīng)用分析

王慧

摘要：本文對(duì)應(yīng)用RTK技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了大致比較，體現(xiàn)了RTK技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)RTK技術(shù)給傳統(tǒng)地形測(cè)量、地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量帶來(lái)的便利進(jìn)行了闡述，并對(duì)RTK技術(shù)的現(xiàn)存問(wèn)題進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：GPS；控制測(cè)量；放樣；RTK技術(shù)；RTK的應(yīng)用

一、概述

GPS的出現(xiàn)是測(cè)繪工作的一次革新，給測(cè)繪工作帶來(lái)了極大的方便。并且可以高精度并快速地測(cè)定各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)。常規(guī)的GPS測(cè)量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。而GPS RTK的成果甚至可以在不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，在通視條件良好的狀況下.就可以高精度并快速地測(cè)定地形點(diǎn)，地物點(diǎn)，甚至（不包括建筑物內(nèi)）的界址點(diǎn)測(cè)量工作，利用測(cè)圖軟件在野外一次性電子成圖并繪成各類(lèi)所需的不同比例尺的地形圖。然后通過(guò)計(jì)算機(jī)和繪圖儀、打印機(jī)輸出為各種比例尺的圖件。對(duì)GPS RTK技術(shù)進(jìn)行定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)（如偽距或相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)（如基準(zhǔn)站點(diǎn)坐栩?qū)崟r(shí)傳輸給流動(dòng)站GPS接收機(jī)，流動(dòng)站快速求解整周模糊度，在觀測(cè)到四顆衛(wèi)星后，可以實(shí)時(shí)地求解出厘米級(jí)的流動(dòng)站動(dòng)態(tài)位置。RTK技術(shù)的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖及各種控制測(cè)量帶來(lái)了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率，因而廣受人們的青睞。

二、RTK技術(shù)概況

RTK又稱(chēng)為載波相位差分技術(shù)。能夠?qū)崟r(shí)提供測(cè)點(diǎn)在指定坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)成果，在測(cè)程20km以?xún)?nèi)可達(dá)厘米級(jí)精度。高精度的GPS測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜比狀態(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開(kāi)機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周未知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)（偽距觀測(cè)值，相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)。

三、RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

RTK定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在工程測(cè)量中的應(yīng)用可以覆蓋控制測(cè)量、碎部測(cè)量、施工放樣、變形監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域。

（一）控制測(cè)量

控制測(cè)量是工程建設(shè)、管理和維護(hù)的基礎(chǔ)，控制網(wǎng)的網(wǎng)型和精度要求與工程項(xiàng)目已的性質(zhì)、規(guī)模密切相關(guān)。城市控制網(wǎng)具有面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，城市工、II .III級(jí)導(dǎo)線大多位于地面，隨著城市建設(shè)的吃速發(fā)展，這些點(diǎn)常被破壞，影響了工程測(cè)量的進(jìn)度。一般的工程控制網(wǎng)覆蓋面積小、點(diǎn)位密度大、精度要求高。用常規(guī)控制測(cè)量如：導(dǎo)線測(cè)量、邊角網(wǎng)、且多數(shù)需要分段施測(cè)，以避免積累過(guò)大的誤差，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精密度不均勻。

如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。采用RTK技術(shù)測(cè)量，只需在測(cè)區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近的高等級(jí)控制點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站，用流動(dòng)站直接測(cè)量各控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，對(duì)不易設(shè)站的控制點(diǎn)，可采用手薄提供的交會(huì)法等間接的方法測(cè)量。采用RTK技術(shù)，可以保證達(dá)到毫米級(jí)精度。與傳統(tǒng)作業(yè)相比較，由于點(diǎn)與點(diǎn)之間不需要通視，可以鋪設(shè)很長(zhǎng)的GPS點(diǎn)構(gòu)成的三角鎖，對(duì)于建立工程勘探、施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)等具有顯著的優(yōu)勢(shì)。還可以保持長(zhǎng)距離線路坐標(biāo)控制一致性，同時(shí)還具有點(diǎn)位選擇限制少、作業(yè)時(shí)間短、成果精度高、工程費(fèi)用低等有點(diǎn)，對(duì)于建立工程勘探、施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)等具有顯著的優(yōu)勢(shì)。與靜態(tài)GPS測(cè)量相比，能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，不需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，也不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)業(yè)精度不符合要求返工的情況，縮短了作業(yè)時(shí)間，因而大大提高了作業(yè)效率，功效至少提高3-5倍。

（二）碎部測(cè)量與放樣

RTK技術(shù)還可應(yīng)用于測(cè)繪地形圖、地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量的界址點(diǎn)測(cè)量、平面位置的施工放樣等。

傳統(tǒng)的平板儀測(cè)圖、電子平板測(cè)圖，需要布設(shè)圖根控制點(diǎn)，并要求測(cè)站與所測(cè)點(diǎn)之間能通視，至少需要2-3人操作。如果直接用RTK測(cè)圖的話，可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，測(cè)圖時(shí)僅需一個(gè)人背著儀器在要測(cè)的碎部點(diǎn)上呆上1-2s并同時(shí)輸入特征編碼，通過(guò)電子手簿或便攜微機(jī)記錄，在點(diǎn)位精度合乎要求的情況下，把一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形地物點(diǎn)位測(cè)定后回到室內(nèi)或在野外，由專(zhuān)業(yè)測(cè)圖軟件可以輸出所要求的地形圖。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，大大降低了測(cè)圖的難度，既省時(shí)又省力。

采用RTK技術(shù)進(jìn)行放樣，只需將參數(shù)如放樣起點(diǎn)終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器，即可放樣。放樣方法靈活，可以按樁號(hào)也可以按坐標(biāo)放樣，并能隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指不偏移量額偏移方位，便于前后左右移動(dòng)。由于每個(gè)點(diǎn)位的測(cè)量都是獨(dú)立的完成的，不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。不像常規(guī)放樣那樣，需要后視方向、用解析法標(biāo)定，因而簡(jiǎn)捷易行。

（三）變形監(jiān)測(cè)

變形監(jiān)測(cè)主要是監(jiān)測(cè)大型建筑物、構(gòu)建物的地基沉降、位移以及整體的傾斜狀況。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)具有毫米級(jí)的精度，比一般工程控制網(wǎng)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。監(jiān)測(cè)工作的特點(diǎn)是被監(jiān)測(cè)體的幾何尺寸巨大，監(jiān)測(cè)環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測(cè)技術(shù)要求高。實(shí)踐表明，如果用較長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間，分幾個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)，并采用強(qiáng)制對(duì)中，觀測(cè)時(shí)無(wú)線指北等措施，長(zhǎng)度不超過(guò)4km的基線向量可達(dá)到2-3mm的精度。

（四）RTK技術(shù)應(yīng)用的前景展望

事實(shí)證明，應(yīng)用RTK技術(shù)，在縮短工期、降低成本和勘察設(shè)計(jì)的靈活性方面，較常規(guī)技術(shù)有很大的優(yōu)越性。因此，隨著科技的發(fā)展，RTK技術(shù)的日益完善，它在工程測(cè)量中將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。