淺析GPS—RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用

程文勝

[摘要]隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣，在測(cè)繪行業(yè)中，一些先進(jìn)的電子測(cè)繪技術(shù)也得到了很大程度的應(yīng)用。這些高新技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的改變傳統(tǒng)測(cè)繪工作的弊端，極大的提升測(cè)繪行業(yè)的自動(dòng)化建設(shè)水平。本文主要介紹了GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)缺點(diǎn)的論述來(lái)促進(jìn)這一技術(shù)在工程測(cè)量中的進(jìn)一步應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]測(cè)繪；測(cè)量技術(shù)；GPS-R.TK；

應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]O4-34 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0315-02

高新技術(shù)的應(yīng)用使得很多新的產(chǎn)品被不斷的開(kāi)發(fā)出來(lái)，作為高科技產(chǎn)品的GPS RTK技術(shù)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。GPS-RTK測(cè)量技術(shù)建立在載波相位觀測(cè)值的基礎(chǔ)上，是一種能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定的高科技系統(tǒng)，在測(cè)繪工作的開(kāi)展中具有非常強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。在測(cè)繪領(lǐng)域中，一些比較常規(guī)的GPS測(cè)量方法只能在測(cè)繪進(jìn)行完畢后，通過(guò)系統(tǒng)的結(jié)算才能得出厘米級(jí)的精度，而RTK測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)的做好數(shù)據(jù)的測(cè)量，并且能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)的定位精度。這一測(cè)量方法的發(fā)明及應(yīng)用，使得測(cè)繪領(lǐng)域發(fā)生了極大的改變，極大的提升了測(cè)繪工作的自動(dòng)化及數(shù)字化建設(shè)水平。

一、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與不足

（一）GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1 作業(yè)效率較高

在測(cè)繪工作的開(kāi)展中，通過(guò)GPS-RTK技術(shù)的運(yùn)用能夠極大的提高作業(yè)效率。這一技術(shù)在一般的地形地勢(shì)下運(yùn)用，能夠通過(guò)高質(zhì)量的RTK設(shè)站，實(shí)現(xiàn)半徑5km測(cè)區(qū)內(nèi)測(cè)繪工作的一次完成。以傳統(tǒng)的測(cè)繪測(cè)量相比，這一技術(shù)的運(yùn)用能夠有效減少控制點(diǎn)的數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的“搬站”次數(shù)。在操作的過(guò)程中，操作人員在每個(gè)放樣點(diǎn)上只需停留很短的實(shí)踐就能完成測(cè)量，操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單，而且能夠達(dá)到極高的測(cè)量精度，是人工及傳統(tǒng)的測(cè)量所不能比擬的。

2 作業(yè)條件要求低

RTK技術(shù)對(duì)作業(yè)條件的要求比較低，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的作業(yè)。在作業(yè)的過(guò)程中，這一技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”和對(duì)天基本通視即可。GPS-RTK技術(shù)與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，具有極大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)對(duì)通視條件、能見(jiàn)度、氣候及季節(jié)等因素的要求比較多，而GPS-RTK技術(shù)則基本不受這些條件的影響，幾乎可以實(shí)現(xiàn)全天候的作業(yè)。

3 定位精度高

GPS-RTK是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪技術(shù)，這一技術(shù)具有很高的定位精度。在傳統(tǒng)的全站儀測(cè)量中，如果進(jìn)行多次搬站后，就會(huì)出現(xiàn)一定的誤差累積，而GPS-RTK技術(shù)則能改變這一狀況，在滿足RTK的基本工作條件下就能實(shí)現(xiàn)極高的平面測(cè)量精度和高程精度，在實(shí)踐中通過(guò)這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的減少測(cè)量誤差的出現(xiàn)。

4 作業(yè)自動(dòng)化和集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大

RTK測(cè)繪技術(shù)具有很高的測(cè)繪功能，在測(cè)繪工作的內(nèi)外業(yè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。流動(dòng)站能夠利用內(nèi)裝式軟件降低人工干預(yù)的程度，最終促進(jìn)多種測(cè)繪功能的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。這一測(cè)繪技術(shù)的自動(dòng)化水平比較高，在進(jìn)行工程的測(cè)量時(shí)，不需要很多的人工輔助就能完成測(cè)量任務(wù)，是一種測(cè)量精度非常高的技術(shù)，能夠極大的減少人為測(cè)量所造成的誤差。

5 操作比較簡(jiǎn)便，有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力

在測(cè)繪工作的開(kāi)展中，通過(guò)GPS-RTK技術(shù)的運(yùn)用，能夠在測(cè)繪RTK的基準(zhǔn)站沒(méi)有任何設(shè)置的情況下，完成移動(dòng)站的測(cè)量，可以邊走邊獲得測(cè)量結(jié)果坐標(biāo)或進(jìn)行坐標(biāo)放樣。這種自動(dòng)化程度比較高的測(cè)繪技術(shù)，具有非常多的集成功能，能夠完成數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)及處理，還具有很高的轉(zhuǎn)換和輸出能力，在與其他測(cè)量?jī)x器的通信中也占有極大的優(yōu)勢(shì)。

（二）GPS-RTK技術(shù)的不足及解決方法

在測(cè)繪工程中，GPS-RTK技術(shù)能夠發(fā)揮其極大的功能優(yōu)勢(shì)，能夠使測(cè)繪工作變得簡(jiǎn)單高效，由于能夠保證極強(qiáng)的測(cè)量精度，所以這一技術(shù)的應(yīng)用也變得越來(lái)越廣泛。然而在工程測(cè)量的實(shí)踐中，這一技術(shù)的運(yùn)用也存在一定的缺點(diǎn)和不足，為了能夠?qū)⑦@一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致，本文就RTK技術(shù)的缺點(diǎn)做了詳細(xì)論述，并提出了一些具體的解決對(duì)策。

1 受衛(wèi)星狀況的限制

GPS-RTK技術(shù)在運(yùn)用中會(huì)受GPS總體設(shè)計(jì)的技術(shù)限制，這就使得這一技術(shù)會(huì)隨著時(shí)間的推移和用戶要求的提高，造成GPS衛(wèi)星的空間組成和信號(hào)強(qiáng)度不能滿足當(dāng)前需要。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對(duì)美國(guó)是最佳的時(shí)候，就會(huì)造成世界上有些國(guó)家在某一確定的時(shí)間段不能很好地被衛(wèi)星覆蓋。除此之外，流動(dòng)站在高山峽谷、密集林區(qū)以及高樓密集區(qū)域的工作會(huì)受到影響，一些流動(dòng)站會(huì)沒(méi)有辦法將那些被遮擋的信號(hào)收集起來(lái)，這就使得測(cè)量工作變得比較緩慢。實(shí)踐中為了有效的解決這一問(wèn)題，就要在衛(wèi)星時(shí)段比較好的時(shí)候，來(lái)做好密集遮擋區(qū)域的測(cè)量，這樣就能夠保證足夠的信號(hào)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪工作的順利進(jìn)展。

2 受電離層的影響較大

GPS-RTK技術(shù)在白天的中午，會(huì)受到很大的電離層干擾，由于共用的衛(wèi)星數(shù)比較少，所以會(huì)出現(xiàn)初始化時(shí)間較長(zhǎng)的狀況，甚至還會(huì)出現(xiàn)不能初始化的情況，這就會(huì)給工程的測(cè)量工作帶來(lái)難題，使得測(cè)量工作無(wú)法順利開(kāi)展。為了減少電離層的干擾，就必須盡量選擇那些較好的作業(yè)時(shí)段來(lái)進(jìn)行測(cè)量，這樣才能保證較高的測(cè)量效率，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作的順利完成。

3 受數(shù)據(jù)傳輸距離的影響

在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，山體、建筑物及各種高頻信號(hào)都會(huì)影響到數(shù)據(jù)的傳輸，這些客觀環(huán)境的影響會(huì)導(dǎo)致傳輸信號(hào)的減弱，在很大程度上會(huì)影響到外業(yè)的精度和作業(yè)的半徑。這一技術(shù)的運(yùn)用會(huì)受到傳輸距離的影響，為了實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的信號(hào)，就應(yīng)該在那些周?chē)鷽](méi)有大型遮擋物的地方進(jìn)行基準(zhǔn)站的架設(shè)，還要將水域及電塔等建設(shè)在位置較高的地方。

4 精度和穩(wěn)定性的不足

GPS技術(shù)的運(yùn)用存在大地高程額轉(zhuǎn)換和海拔高程精度不均勻的問(wèn)題，而RTK的作業(yè)模式會(huì)因?yàn)榈貐^(qū)的差異而影響測(cè)量的精度。在一些地區(qū)誤差較大的山區(qū)，這一技術(shù)的運(yùn)用會(huì)給RTK的高程測(cè)量帶來(lái)影響，從而不能保證能夠得到較高的測(cè)量精度。在RTK的運(yùn)用中，還會(huì)因?yàn)樾l(wèi)星狀況、天氣狀況以及數(shù)據(jù)的傳輸狀況而影響到測(cè)量結(jié)果的實(shí)現(xiàn)。在這一方面全站儀在確定整周模糊度的可靠性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。為了解決GPS-RTK技術(shù)的精度及穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，就要通過(guò)運(yùn)用GPS靜態(tài)測(cè)量方法，來(lái)做好平面控制測(cè)量。另外可以通過(guò)幾何水準(zhǔn)測(cè)量或者三角高程測(cè)量來(lái)做好高程的控制測(cè)量。

二、GPS-RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

（一）控制測(cè)量

在城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)的測(cè)繪工作開(kāi)展中，通過(guò)GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證城市控制網(wǎng)的大面積使用，還能實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)量精度要求。城市I、Ⅱ、Ⅲ級(jí)導(dǎo)線的建設(shè)多是位于地面，如果在城市的建設(shè)中將這些導(dǎo)線破壞掉，就會(huì)給工程的測(cè)量進(jìn)度造成極大的影響。為了促進(jìn)工程進(jìn)度的順利開(kāi)展，就要在控制點(diǎn)的提供上下功夫，將控制點(diǎn)進(jìn)行快速精確地定位，實(shí)現(xiàn)工作效率的大大提升。

（二）線路中線定線

在市政道路中線或電力線的中線放樣中，RTK測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)線路中線的定線工作。運(yùn)用RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行放樣，可以通過(guò)一人來(lái)完成。在線路中線的定線工作開(kāi)展中，要注意線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角及半徑等的記錄和輸入，要想做好放樣工作，還要充分的運(yùn)用設(shè)備輸入RTK的外業(yè)控制器。

（三）建筑物規(guī)劃放線

在建筑物的規(guī)劃放線中，要做好放線點(diǎn)的選擇，要在滿足城市規(guī)劃條件的前提下，處理好建筑物本身的各種幾何關(guān)系，從而最終滿足較高的精度要求。RTK技術(shù)在建筑物放樣時(shí)的應(yīng)用，需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系，避免短邊狀況的出現(xiàn)。在建筑物的放樣工作中，還要處理好測(cè)量點(diǎn)位的收斂精度問(wèn)題，要通過(guò)收斂精度的有效控制，來(lái)減少?gòu)?qiáng)制測(cè)量所帶來(lái)的點(diǎn)位誤差。

（四）用地測(cè)量

在建設(shè)用地的勘測(cè)定界測(cè)量中，通過(guò)RTK技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)定界址點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)測(cè)定。運(yùn)用RTK測(cè)量技術(shù)能夠很好的實(shí)現(xiàn)土地使用界限范圍的測(cè)定，還能運(yùn)用這一技術(shù)做好用地面積的科學(xué)測(cè)量。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，通過(guò)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的詳細(xì)分析，能夠?qū)崿F(xiàn)這一技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。在測(cè)繪領(lǐng)域中要認(rèn)真總結(jié)及分析GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)其優(yōu)缺點(diǎn)的把握來(lái)實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的不斷應(yīng)用，以促進(jìn)測(cè)繪技術(shù)水平的不斷升提高。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡春杰，GPS（RTK）技術(shù)原理及精度影響因素[J]，科技資訊，2011（11）

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