GPS—RTK測繪技術在工程勘測中的應用

潘榮彪+謝選緒

摘要：隨著GPS技術的發(fā)展，GPS-RTK測繪技術在建筑、交通、水利等多個領域廣泛應用，實踐表明具有良好的效果。本文首先概述了GPS-RTK測繪技術的工作原理，然后介紹了在工程勘測中的應用，以及目前的實際應用范疇，以供參考。

關鍵詞：GPS-RTK；測繪技術；工程勘測；應用

1、GPS-RTK測繪技術概述

GPS是全球定位系統(tǒng)，具有全天候、多方位、高精度的特點；RTK是實時動態(tài)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，由于采用了載波相位動態(tài)實時差分法，因此定位更加準確。GPS-RTK測繪技術主要包括三個部分，一是基準站，二是流動站，三是數(shù)據(jù)鏈[1]。應用原理是：RTK定位時，首先基準站接收機通過數(shù)據(jù)鏈，能夠?qū)⒂^測到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)、用戶輸入信息傳輸?shù)搅鲃诱窘邮諜C上；其次流動站獲得信息，對載波相位觀測值進行實時差分處理，從而得到基準站、流動站的基線向量，即ΔX、ΔY、ΔZ；然后將基線向量、基準站坐標結合在一起，得到每個點的WGS-84坐標；最后利用坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，計算出每個點的坐標和高度，即（X，Y，H）。

2、GPS-RTK測繪技術在工程勘測中的應用

2.1 在控制測量中的應用。控制測量工作主要包括兩類：一是局部加密控制，二是整體控制。局部加密控制測量時，要求測量一級導線，將其作為圖根控制的依據(jù)；整體控制測量時，又要考慮到加密環(huán)節(jié)，因此必須投入大量人力、物力，從側(cè)面上提高了經(jīng)濟成本。相比之下，如果采用GPS-RTK測繪技術，就能夠省略繁瑣的加密環(huán)節(jié)[2]。

2.2 在施工放樣中的應用。施工放樣是工程測繪的重要組成部分，常用于工程施工、地籍測量中。具體工作的開展，要求使用測量儀器，對已經(jīng)設計完成的點位標記在實地中，目前采用的放樣方法較多，例如距離交會法、經(jīng)緯儀交會法等。實踐表明，放樣期間要求測量人員不斷移動位置，以保證到達設計點位；而且測量過程必須滿足通視要求，工作效率低。將GPS-RTK測繪技術應用在施工放樣中，利用相關軟件，只要明確需要放樣的點位坐標，將其輸入GPS移動端，就能夠?qū)崟r進行操作[3]。

2.3 在斷面測量中的應用。斷面測量工作中，如果遇到斷面樁無方向點的情況，測量期間就必須使用較多的分站，導致測量時間延長。基于GPS-RTK測繪技術，能夠結合接收機、手薄記錄，采集斷面后即可計算出三維坐標。一方面，提高了測量效率，解決了實際問題；另一方面節(jié)省了分站測量步驟，也不存在通視方向問題。如此，手薄會顯示出實時斷面圖，有利于測量人員全面了解斷面情況。

2.4 在碎部測量中的應用。傳統(tǒng)的碎部測量工作，是以已知的圖根控制點為依據(jù)，利用全站儀進行測量。其中，每測量一個點，就要輸入相應的地物編碼，經(jīng)軟件處理后形成圖。如此測量，需要2-3人同時作業(yè)，而且要保證測站點和地物之間滿足通視條件。GPS-RTK測繪技術的應用，設置基準站之后，僅需1人便可以開展測量活動，而且能對點位的坐標進行保存。

3、當前GPS-RTK測繪技術的實際應用范疇

3.1 公路工程。以市政公路工程為例，建設期間需要設計縱斷面、橫斷面，因此離不開斷面的測量，并且進行中樁放樣。在這個過程中，技術人員首先設計出坐標線路，然后依據(jù)設計內(nèi)容放樣中樁，使用測量儀器進行抄平、斷面測量等。傳統(tǒng)的中樁放樣技術，是使用全站儀，隨著GPS-RTK測繪技術的出現(xiàn)和應用，取代了全站儀，優(yōu)勢包括兩點：一是同時完成抄平、斷面測量工作；二是能夠加快測量速度，避免滯后于施工、出現(xiàn)測量和施工相脫節(jié)的現(xiàn)象[4]。

3.2 鐵路工程。鐵路工程建設期間，測量工作主要是實時勘測、測量放樣兩項重點內(nèi)容，以地形圖測量為例，應用GPS-RTK測繪技術，能夠準確計算出基準站的三維坐標，輔助利用應用軟件，即可得到相應的電子地圖[5]。另外，放樣施工時，計算和目標物之間的距離、角度，并輔助利用皮尺、水準儀等工具，就能夠得到鐵路的平面位置。

3.3 樁基工程。樁基礎施工期間，使用全站儀開展測量工作比較常見，但是，面對施工地點多、時間短、工程量大的情況，應用全站儀難以滿足施工需求。基于此，GPS-RTK測繪技術能夠解決這個問題，只需要設置基準站、流動站的位置，通過相關軟件的配合，就能夠完成數(shù)據(jù)的采集、測量、放樣。

3.4 礦業(yè)工程。對礦區(qū)進行變形監(jiān)測，是保證施工安全的重要措施，然而在傳統(tǒng)的測量技術中，應用期間會受到地形地勢、障礙物的影響，不僅降低了測量結果的精度，而且延長了測量工作進程。在這種背景下，應用GPS-RTK的動態(tài)測量技術，能夠減少外界不良因素的干擾，保證測量結果的準確性，從而滿足變形監(jiān)測要求[6]。

3.5 海運工程。為了滿足人們的交通出行需求，我國的航海技術也在不斷進步。以航跡測量為例，常規(guī)測量工作需要輔助利用測量船艇，不僅消耗大量的人力和物力資源，而且面對惡劣的水流狀況時，增加了工作風險。GPS-RTK測繪技術的應用，一方面節(jié)省了人力、物力資源，提高了工作人員的安全性；另一方面保證了測量數(shù)據(jù)的準確性。基準站的設置，為測量工作的開展提供了合適了位置，測量期間指揮工作人員記錄各項數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換處理，即可得到航船的航跡。

4、案例分析

以某城市某區(qū)國土測繪工程為例，GPS-RTK技術的應用主要如下：第一，應用在城市測量、大地測量、水利和公路控制測量、電子線路控制測量中，測量工作操作簡單，不僅縮短了測量時間，而且降低了測繪費用。第二，應用在地形圖測量上，對需測地貌碎部點位的測量精度明顯提高，而且縮短了測繪時間。第三，在用地測量方面，主要是土地使用界限、用地范圍計算，GPS-RTK測繪技術的應用，能對用地界址點位的坐標進行實時動態(tài)測定，不僅提高了測繪工作效率，而且測繪精度明顯提高。

結語：綜上所述，GPS-RTK測繪技術因具有諸多優(yōu)勢，因此在工程勘測中的應用廣泛。文中分別介紹了該技術在控制測量、施工放樣、斷面測量、碎部測量中的應用，總結了相關優(yōu)勢和注意事項。文章以公路、鐵路、樁基、礦業(yè)、海運工程為例，闡述了GPS-RTK測繪技術的應用現(xiàn)狀，希望為實際測量工作的開展提供一些參考借鑒。

參考文獻

[1] 孫君.高速公路征地測量中GPS-RTK技術的運用[J].價值工程，2014，（27）：232-233.

[2] 夏龍.GPS-RTK技術在水庫水下地形測量中的應用[J].價值工程，2013，（35）：212-212，213.