GPS-RTK測量技術在測量工程中的應用

李師猛

(吉林省地礦測繪院，長春 130062)

計算機信息技術的發展帶動了我國測量工程的發展。當前，在測量工程中，廣泛地應用了各種先進的測量技術。GPS-RTK測量技術作為GPS測量技術與數據傳輸技術結合而成的實時定位技術，具有較高的測量效率及數據處理能力。GPS-RTK構成部分為基準站與流動站，其中基準站的主要作用在于將觀測所得的衛星數據連續發射出去。流動站則對基準站與流動站載波相位觀測值所獲得的所在點坐標、高程以及精度指標予以實時差分處理。同時，該測量技術在周圍干擾影響較小的情況下，可在5 s內確定整周模糊度固定解，置信度可達到99%左右，在動態測量工作中，高程精度達到20 mm+1 PPm，平面精度能夠達到10 mm+1 PPm。與傳統GPS靜態測量相比，能夠顯著地提高測量定位效率，同時還具有高效性、高精度以及實時性等特點。測繪新技術的出現克服了傳統野外測量作業存在的問題及缺陷，符合當前我國測繪市場的發展需求。GPS-RTK測量技術作為GPS新型測量技術的一種，顯著地提高了數據處理水平及測量效率，但也存在一定的誤差，如用戶接受設備誤差以及基準轉換站誤差等。

1 GPS-RTK測量技術簡述

1.1 GPS-RTK測量技術

GPS-RTK測量技術又稱為載波相位差分技術，該系統由RTK信號接收、數據實時傳輸與處理系統三個部分組成。RTK技術在實際應用過程中主要是通過基準站發出相位差分GPS的改正數，流動站主要功能在于接收成功后對相應的測量結果予以改正，從而提高定位的準確性。RTK技術的工作原理是在基準站放置一臺接收機，并在流動站上安裝一臺或幾臺接收機。于同一時間內流動站與基準站共同接收由一個GPS衛星所發射的信號，然后將獲得信息與基準站獲取的觀測值對比，便可獲取經GPS差分改正后數值，通過無線電臺改正值會傳輸至流動站，針對GPS觀測值流動站可對其予以精化處理，最終便可獲得流動站準確位置坐標。

1.2 誤差分析

GPS-RTK具有定位精度高、輕便易攜帶、高效率、不受自然因素干擾、較強的綜合測繪能力以及可實時掌握三維坐標的優勢，但也存在一定缺陷。為了能夠盡可能地減少測量工程誤差，需要相關人員加強對數據誤差發生原因的了解與掌握，使其可根據實際情況采取相應措施來盡可能地減小誤差，從而提高測量水平。一般情況下，GPS-RTK存在的誤差包括以下幾點：第一，用戶接收設備誤差。該類誤差主要體現在因天線相位中心變化所致的一系列誤差。第二，基準轉換站誤差。主要涉及到因坐標系統在轉換過程中產生的誤差及控制點誤差。通常可通過相應措施來消除該類誤差，但在實際測量工程中還存在多種無法避免的誤差，對于技術人員而言，只能通過相關措施的實施來盡可能地減小誤差對于結果造成的不良影響。

2 提高測量工程中GPS-RTK應用有效性的措施

2.1 強化測量技術水平

因GPS-RTK測量技術在實際應用中具有較大難度，因而一部分測量人員難以全面掌握相關技術，這就要求需加強測量人員技術培訓工作，可以聘請一些業內較為權威的技術人員與專家為測量人員開展培訓，旨在進一步提高測量人員對于GPS-RTK測量技術的掌握。培訓過程中還包括研究與推廣新型的測量技術，從而確保測量人員能夠更好地掌握關于GPS-RTK測量技術的具體要點。除此之外，還要明確測量人員的具體職責，通過獎懲機制的建立來提高測量人員工作的積極性，充分發揮其主觀能動性。

2.2 建立健全管理機制

第一，進一步加強測量設備的管理工作，建立健全一個科學合理的設備使用管理制度。相關人員在使用設備前均需要對其進行校準，待設備負責人簽字后方可使用。設備應用完畢后，需對其進行必要的維修保養工作，并在第一時間將其歸還至負責人，負責人需要對歸還的設備進行仔細檢查，如存在損壞及問題需及時進行修理。第二，建立健全測量技術管理體系。對實際測量工作中存在的問題進行及時的分析與總結，并針對問題開展深入研究，制定有針對性的措施來防止再次出現類似問題。

2.3 設備管理

設備管理在測量工程開展過程中具有非常重要的作用。我國的工程具有現代化特點，因而需要充分地利用各種網絡技術與計算機技術，以此來不斷地提高GPS-RTK測量水平。相關人員還需要進一步加強測量設備管理工作，通過制定科學完善的設備管理辦法及措施，構建相關的管理體系來確保測量設備能夠實現高效的應用，并針對存在的問題開展有針對性的措施予以解決。如設備人員在使用相關設備前，需要對其進行仔細校對工作，測量工作完成后需要在第一時間進行維護工作，一旦發現任何問題，均需要立刻對其開展維修。

3 GPS-RTK的實際應用

GPS-RTK測量技術在測量工程中得到了非常廣泛的應用，如房地產測量、地基測量、地形測量、建筑測量、面積測量，同時還可用于地下管線、道路、輸電線路及油氣管線的放樣測量等。與傳統的全站儀相比，GPS-RTK測量技術具有非常顯著的優勢，具體表現為：第一，控制測量。可針對高精度測量要求開展測量工作，能夠實時獲得定位結果及精度，從而提高測量效率。第二，礦山測量。該技術可有效降低如地形地勢等外界環境的干擾，提高測量準確性。第三，鐵路測量。可用于鐵路整體勘測及測量放樣，如應用于大比例地形圖繪制及鐵路邊坡放樣。第四，航跡測量。該種技術在測量中不會受到湍急水流的影響，節省較大人力物力，確保測量人員安全。第五，施工放樣。利用電子信號傳輸數據進行測量，不會受到周圍如建筑遮擋等環境的影響。第六，公路建設。在地基沉降測量以及放樣中的應用可提高測量準確性與高效性，保證工程質量。

4 結語

GPS-RTK因其能夠對所在位置三維坐標予以實時定位，所以能夠廣泛地應用于點位及中樁測量、實地實時放樣等工程中。該技術在實際應用的過程中具有高效率、快速以及不受周圍天氣環境、通視等各類條件的限制，所以當前在隧道、路線及橋梁等工程勘察中得到非常廣泛的應用。但因測量誤差仍然存在，需要技術人員在實際測量工作中注意以下幾點，以盡可能地減少誤差對測量結果造成的影響：第一，在測量的過程中需待GPS至少穩定20 min后再開始采取RTK測量。第二，距離電臺信號不得過遠，以免對測算精度與速度造成影響。