GPS RTK技術在工程測量中的應用

高道林

摘要：GPS，也就是全球定位系統，RTK，是實時動態差分法。GPS-RTK，利用的是載波相位動態差分的方法，來實現野外實時厘米級精度測量，具有相當高的野外工作效率，其作業條件要求較低，且操作簡便、高效，不會有測量誤差的積累，定位精度較高，數據處理可靠，對于工程測量有著重要的作用。本文以實際工程為例，介紹了GPS—RTK技術在工程測量中的應用，總結了幾點體會。

關鍵詞：GPS—RTK技術；工程測量；輸氣管道工程；中線放樣

1GPS-RTK技術在工程測量中的應用

1.1 控制測量

控制測量，是工程建設、管理與維護的重要保證，其測量中的控制網網型與測量精度，需要根據工程的實際規模與性質來判斷。以城市控制網為例，其優點在于精度高、面積大，且使用較為頻繁，但由于城市發展建設的問題，工程施工中極容易破壞控制網導線，對工程測量的效率與效果產生影響。因此，控制網測量對于精度有著極高的要求。而使用GPS-RTK技術進行控制測量，只需要選定合適的基準站和流動站，就可以完成相應的測量工作，如果測量點無法設置控制點，還可以通過交會法等間接的方法來實現控制測量。相比于傳統的控制測量方法，GPSRTK技術避免了點與點之間必須保持通視的弊端，其覆蓋面積以及測量效率、測量精度有所提高，且花費的費用也相對較小。

1.2 施工放樣

施工放樣，是工程建設的前期準備工作，對于工程建設的開展與竣工后的工程質量有著重要的影響。采用GPS-RTK技術進行施工放樣，只需要在RTK控制器中輸入相應的放樣起點坐標、終點坐標、曲線轉交和半徑等放樣參數，就能夠快速準確的完成施工放樣工作。在利用GPS-RTK技術施工放樣中，可以利用坐標及樁號進行放樣，也可以在放樣過程中進行誤差的判斷與控制，從而消除了累積誤差的產生，有效地保證了放樣的精確度。

1.3 碎部測量

在利用傳統測量方法進行碎部測量時，不僅要進行控制點的布設工作，還需要保持測量過程中監測站與所測點之間的持續通視，最少需要2～3人來完成整個工作，且對人員的技術水平以及工作能力有著較高的要求。而使用GPS-RTK技術進行碎部測量，則可以免除布設控制點的工作環節，只需要1位具有測量經驗的工作人員，在其攜帶的儀器當中輸入碎部點的輸入特征編碼，就可以通過測圖軟件完成地形圖的繪制，然后，將獲得的碎部屬性與坐標信息輸入到相應的儀器當中，就可以完成整個碎部測量工作。

2 GPS RTK 技術在工程測量中的應用實例分析

以某煤層氣輸氣管道工程線路測量及中線放樣為例

2.1 工程概況

某煤層氣輸氣管道工程全長89km。其中主管線長79km；支管線10km。設計壓力4.5MPa，設計輸氣量3.2×108m3/a。主管線d508mm，支管線d168.3mm，按照設計要求需進行煤層氣輸氣管道線路工程1：2000地形圖測量，晉煤機關末站、長治末站及線路閥室和調壓站的1：500地形圖測量。

2.2 控制測量

2.2.1 平面控制測量

首級平面控制測量采用6臺套中海達GPS接收機進行靜態網聯測量，根據沿途國家等級控制點情況，首級平面控制布設了GPSE級點48個，編號為G001～G048。實地埋石或打鋼釘標志。GPS網的布設根據測區實際需要預期達到的精度、測區自然地理及交通狀況等，按照優化設計原則進行。點位選在視野開闊、交通方便、地面穩定的位置。在此基礎上以動態GPS測量RTK點作次級加密。所選E級GPS點按照規范要求布設在利于接收機接收衛星信號，遠離其他電磁干擾地點，保證了采集的數據質量。采用抵償高程面上的高斯正形投影3°帶平面直角坐標系統。

觀測時嚴格按照規范要求，準確對中。觀測人員都嚴格按照規定時間進行作業，保證有足夠的同步觀測時間。接收機開啟前和作業過程中，逐項填寫觀測手簿，精確量取天線高2次，準確記錄，確保無誤。基線解算及網平差采用隨機軟件解算，重復基線差和基線環閉合差均不超限，滿足規范要求。

2.2.2 高程控制測量

首級高程控制雙頻GPS高程擬合，在測區兩端有三家店II等水準點和D001、D002II等水準點為起算數據，作為已知高程。GPS外業觀測完成后將3個高程已知點和其他高程未知點進行雙頻GPS高程擬合測量，擬合的測量精度滿足規范的要求。外業用電磁波三角高程聯測用南方606型2″級全站儀進行五等電磁波測距三角高程測量往返高差測量檢核，儀器高和目標高均量到毫米，符合要求。

2.2.3 線路中線控制測量

根據甲方設計人員實地踏勘所定中線方向，埋設選線中線樁和測量控制樁。為了方便以后施工，在中線樁附近以同樣精度施測了2～3個固定控制樁，固定樁和中線樁采用V8動態雙頻GPS接收機，用RTK方式采集點的平面坐標和高程。在進行RTK測量時，時時查看解算點的點位精度及高程精度。

2.3 1：2000線路帶狀圖測量

地形圖測量采用全野外數字化測圖。分3個作業小組，外業使用1臺全站儀及3臺套RTK進行數據采集，內業使用南方CASS7.1數字化成圖軟件編輯，最終提供AutoCAD格式的*.dwg圖形文件。

采用動態RTK測量時流動站距參考站的距離不超過5km。原始數據當天下載、備份，以防丟失。當天數據當天處理，發現漏點或超限點要及時補測、重測。根據設計要求，測圖范圍為管線兩側各60m以內管道、電線、通信線、鐵路、公路、大車路、里程碑、河流、橋涵、獨立樹、房屋等實測。所有線型、字體的比例及格式均嚴格按照設計書要求執行。

2.4 中線放樣

根據設計人員提供的中線設計坐標，現場用動態RTK進行實地放樣，在儀器手薄中輸入放樣坐標后，軟件會自動解算此點的相關信息，作業人員根據提示能夠快速準確地放樣出點位。

3 結論：

由于正值夏季，線路兩旁植被及農作物較多，通視條件不好，用常規儀器測量費時費工，工作量較大，而且誤差較大，所以采用GPS—RTK測量地形圖，不僅高效快速，而且精度也比較高。RTK測量不要求基準站、移動站通視，不受氣候、季節等因素的影響，而且作業距離和范圍大大擴展，使測量工作變得更容易、更輕松。在建筑物比較密集的地方，可用全站儀配合RTK進行測量，提高了作業效率。

參考文獻：

[1]淺論GPS（RTK）在工程測量中的應用及其優點[J].陸立飛.世界有色金屬.2017（01）

[2]GPSRTK技術在地質勘探工程測量工作中的應用[J].彭學勤.低碳世界.2014（15）endprint