研究GPS-RTK技術在工程竣工測量工作中的優缺點與應用

凌鋒

（防城港市住房和城鄉建設測繪院，廣西防城港 538000）

GPS-RTK技術，具體來說屬于動態定位系統。該系統的主要依據便是載波相位觀測值，與之前使用的測繪儀器相比較，優勢和特征非常突出。之前使用的GPS測量方式，無論是靜態測量還是動態測量，相關測量內容完成后，還需要開展結算工作，數據精度只能滿足厘米級的要求。在野外對，于GPS-RTK技術的應用，獲取的數據精度會非常高，可以達到厘米級的要求。所以，對于RTK技術的應用，是一種技術突破和革新，利用載波相位動態實時差分技術，可以給出測站點在坐標系當中三維定位厘米級的數據精度。

1 GPS-RTK測量原理分析

GPS-RTK技術的總稱，為載波相位動態實時差分定位技術。為了使GPS獲取更加精準地測量數據，需要應用載波相位觀測值，借助RTK的工作形式，基準站可利用數據鏈將觀測數據傳輸給流動站，也會將三位坐標信息對其傳遞。初始化完成流動站之后，便會接收基準站數據，同時本身會收集GPS觀測數據，并在系統當中構建差分觀測值，對其加以處理。借助坐標的轉換以及投影改正，可獲得需要的定位結果。其中，結果可以滿足厘米級的精確要求[1]。

GPS對于高程的測量，為該點在WGS-84橢圓球面上的大地高。其中，為了獲取正常值，需要結合高程擬合的形式，其精度會因為轉換精度產生一些影響。具體來說，參與擬合水準點的具體數量、分布狀況、地形情況等都會對其產生影響。一般來說，如果觀測區域有非常大的起伏地勢，GPS-RTK技術測量高程便不會取得非常高的精度，面對這一情況，可以選取出測量區域當中的一定量水準點。針對水準控制點開展周期性觀察，便能檢測出本區域存在的高程異常情況，對其加以修正，有益于提升高程的精度[2]。

2 RTK測量技術在竣工測量當中的優勢特征分析

2.1 強化測量作業成效

在比較常見的地勢地形當中，高質量的RTK設站，可以一次性完成半徑4km范圍內的所有測量工作，該種測量程度不但使傳統竣工測量存在的缺點大幅降低，提升了效率，還節約了大量的人力成本。例如不需要在測量時反復搬運儀器，將相關的控制點數量大幅降低，且整個過程只需要一名測量人員便可完成。此外，因為普通電磁波環境產生的作用，RTK技術只需要非常短的時間便能精準獲取一點坐標，所以從總體角度來說，該項技術的工作速度強度十分突出，在節約時間成本的同時，也減少了人力資源的支出，與之前相比，在技術層面有很大的突破和改進。

2.2 降低測量條件

應用RTK測量技術，只需要對電磁波方面提示的通視要求給予滿足，并不需要對兩點之間存在的光學通視給予滿足，所以與之前使用的竣工測量儀器相比較，以及針對非常傳統的測量方式來說，RTK測量技術可以使測量條件有所降低。因此，對外界因素提出的測量條件以及要求并不高。此外，外部條件以及季節等都是非常大的干擾因素，但不會對RTK測量結果產生較大的影響，所以對該層面的測量條件有所降低，展示出了RTK測量技術的效率優勢[3]，圖1為測量流程圖。

圖1 竣工測量流程

3 RTK技術不足之處的補救方式

3.1 衛星產生的阻礙

衛星層面對其技術開展造成的阻礙，主要有兩個層面的體現：①最理想的衛星系統分布位置，因為被其他國家占據，所以某個確定的時間范圍內，一些國家會在這一范圍區間，不能獲取比較完整的衛星系統覆蓋，因此在該時間段會有測量假值產生；②因為地理環境以及治安情況等造成的限制和影響，例如：叢林火深處以及峽谷區域等，衛星在通信信號發出之后，會有長時間的延遲以及遮擋問題，所以一天之內的測量作業時間會有限制影響[3]。

對于假值問題，可對RTK測量成果當中的質量控制辦法進行應用，以便及時發覺問題。針對作業時間受到的限制，需要盡量提前完善準備工作，并挑選合理的時間完成測量工作。

3.2 天空因素產生的影響

如果在中午的時間段安排相應的竣工測量工作，大氣電離層會對其產生一些干擾和不良影響，以至于共用衛星數量減少，甚至導致連接的衛星數量不足5顆。所以儀器會有非常長的初始化時間，或者不能開展初始化操作。因此，正常的測量工作不能有序開展，通過長期的研究和探索發現，RTK技術最理想的測量時間為上午11點之前，且下午三點半后也是理想的測量時間段。在這些時間段開展測量工作，可規避搜索衛星比較困難的問題，從而使測量工作正常開展。

3.3 數據傳輸遭遇干擾，使標稱作業半徑小于實際半徑

RTK技術對于數據的傳遞，會因為自然山脈、大型建筑、其他高頻信號等對其產生不良影響，造成較大的干擾。所以，在數據傳遞時，信號強度會有一定程度的縮減，無法保證測量的精準度，以至于縮小測量半徑。此外，通過RTK開展測量內容時，作業半徑如果大于設定的測量范圍，產生的測量誤差會非常大。所以，在使用RTK測量技術時，具體的測量半徑需要小于規定的有效半徑范圍。通過長期的經驗積累發現，這一方法可以對測量精準性給予保障，并且要盡可能在測量區域的中間較高位置上設置好基準站[5]。

3.4 RTK機型初始化能力問題

通過經驗總結和分析發現，叢林高山、高樓大廈等相關區域，對于GPS衛星信號的傳輸，會產生不同程度的阻礙，所以發生失鎖以及初始化丟失的問題非常容易。同時，在對RTK技術進行使用時，經常要開展重新初始化操作，這樣不但會對數據的精準獲取造成阻礙，使數據發生損壞，還使測量效率有所拖延。針對這些問題開展的處理，需要選擇較強的RTK機型。如果測量區域不能對選用的RTK機型基本測量條件給予滿足，需采用其他方式完成測量內容。

4 數據精度和穩定性問題

雖然對于RTK技術的使用，無論是測量穩定性、精度，還是效率都高于以往的測量方式，但是RTK測量技術會受到一些環境方面產生的影響，影響了數據的傳輸、精準程度和穩定效果。為了解決這一問題，在對RTK進行選擇時，要確保其強大的穩定性和更高的精準程度，之后在高程控制點當中對設備進行布置，也可以應用在水平控制點區域。同時，要盡可能對多一些的控制點進行設置，以便將其當作RTK測量數據的校核點，有益于測量數據精準程度，提升穩定性等相關層面的管理和控制。

5 測量優化方法分析

5.1 掌握儀器特性

日常竣工測量工作的開展，測量人員要反復實踐，以便對RTK機型具有的特征，有全面性的了解和認知。例如：在反復實踐中，會了解RTK機型是否對標秤方面提出的要求有所滿足、是否能夠完成質量方面提出的需求等，也可以查看是否對標稱作業提出的半徑需求給予滿足。這樣，在具體測量工作開展時，對儀器設備的調整會更加快速和精準，使測量效力有所保障的同時，降低儀器設備出現的誤差概率。

5.2 注布設控制點

為了更好地接受數據鏈信息，對衛星傳遞的信號有效查收，對于控制點的設置，需要在制高點上盡可能的選取，并加以布設。此外，為了使RTK測量數據有更高的質量。要在自然環境，不能對測量要求有所滿足的區域內，對控制點添加，這樣可預防RTK測量作業在開展時，有盲點問題發生。

6 結語

總之，在竣工測量中，對于GPS-RTK竣工測量工作的開展，對于以往使用的竣工測量工作，有更高的精準程度，效率也更為突出，不但可以節約時間，還能減少人力資源的支出。盡管優勢特征非常明顯，但存在的問題也比較多，需要對其開展深入的探究和分析，以便使該項技術的應用，能夠發揮出更大的價值作用。