GPS_RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用分析

李勇鋼/黑龍江省煤田地質(zhì)物測隊

GPS_RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用分析

李勇鋼/黑龍江省煤田地質(zhì)物測隊

RTK測量技術(shù)是由數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和GPS測量技術(shù)相互結(jié)合而新出現(xiàn)的一種測量技術(shù)，RTK測量技術(shù)是依據(jù)載波相位的觀測值產(chǎn)生的時間差值的GPS技術(shù)，它屬于近些年來GPS測量技術(shù)當(dāng)中所新出現(xiàn)的一種測量技術(shù)。本篇論文就對GPS的定義和RTK測量技術(shù)進行了介紹和分析，進而突出的表現(xiàn)了RTK測量技術(shù)的優(yōu)越性，并對RTK測量技術(shù)在實際工程測量當(dāng)中的運用進行了簡要的探討。

GPS；系統(tǒng)組成；RTK；定位；測量；應(yīng)用

一、GPS定位系統(tǒng)介紹

（一）GPS定位系統(tǒng)的組成

GPS定位系統(tǒng)是由：空間衛(wèi)星群和地面監(jiān)視控制系統(tǒng)與接受用戶這三個部分來構(gòu)成的，GPS衛(wèi)星群是由距離地球表面20萬公里的24顆衛(wèi)星所組成的，它們被均勻的設(shè)置在各自運行的軌道之上，它們之間的平面交叉角度是60度，它們的運行軌道和地球赤道的傾斜角度是55度，衛(wèi)星在各自的軌道之上運行周期是11個小時零58的分鐘，通過一定的科學(xué)運算之后確定采用這樣的衛(wèi)星分布方式和運行方式，能夠確保任意地點與任意時間使地平線之上都能夠接收到衛(wèi)星所傳送出來的電子信號。

地面控制系統(tǒng)是由主控站，五個監(jiān)測站和三個注入站所組成的，主控站的主要作用和功能為，以GPS觀測到的信息數(shù)據(jù)和各個監(jiān)測站的信息數(shù)據(jù)為依據(jù)，來對衛(wèi)星鐘和星歷相關(guān)的參數(shù)進行計算，還能夠使用注入站來把信息數(shù)據(jù)注入進衛(wèi)星當(dāng)中；并且能夠?qū)崿F(xiàn)對衛(wèi)星的控制，發(fā)送一些指令給衛(wèi)星和對備用的衛(wèi)星進行調(diào)度等功能。

（二）監(jiān)測站的主要功能和作用

監(jiān)測站的主要功能和作用為對衛(wèi)星信號進行接收和對衛(wèi)星的工作狀態(tài)進行監(jiān)測。注入站的主要功能是把主控站所計算出來的信息數(shù)據(jù)注入到衛(wèi)星當(dāng)中。GPS地面控制系統(tǒng)被設(shè)置在美國本土和印度洋與大西洋，太平洋。

GPS的接收用戶是由接收機和信息處理程序與用戶的相關(guān)設(shè)備所組成的，它的功能主要是接受來自GPS衛(wèi)星所發(fā)射出來的信號，通過這些信號信息來進行跟蹤定位和導(dǎo)航。

二、RTK技術(shù)的技術(shù)原理和觀測技術(shù)方法

所謂的RTK技術(shù)就是把一部GPS接收機，設(shè)置在固定站之上，通過它來對所有能夠監(jiān)測到的衛(wèi)星進行不間斷的持續(xù)性觀測，同時把其所觀測到的信息數(shù)據(jù)利用無線電裝置，將數(shù)據(jù)實時的傳遞給觀測站用戶，也就是流動站。

進而利用其的差分定位，就能夠使GPS衛(wèi)星在進行定位的過程當(dāng)中的很多臺接收設(shè)備之間共同所存在的誤差，信號傳遞的延遲誤差等多種公共誤差清除或者是縮小，進而使定位的精度得到有效的提高。

PTK定位測量技術(shù)一般都是有基準站和單個或者多個的流動站來構(gòu)成的?；鶞收就ǔ６急蝗藗冊O(shè)置在已知的地面點之上，來實現(xiàn)持續(xù)性的觀測。對于已知地面點的選擇應(yīng)注意，其位置要選擇在視野開闊的測區(qū)中間，其四周15度以上不能存在高大的建筑物，樹木等物體，以其為原點，200米為半徑范圍之內(nèi)不能存在信號塔，電臺等能夠發(fā)射強電磁波的信號源，應(yīng)遠離高壓電線50米之外；同時其附近也不能存在面積比較大的水域和一些其他的能夠?qū)πl(wèi)星信號接收產(chǎn)生干擾的物體。

在進行觀測之前，如果對地面坐標和坐標系轉(zhuǎn)換的參數(shù)進行了準確的確定，就完全可以把基準站設(shè)置在和上文中所述的條件相符合的未知地面點之上，來進行不間斷的觀測。把流動站分別設(shè)定在待測點之上進行觀測，并使流動站和基準站二者能夠同時的對衛(wèi)星信號進行接收。

基準站和其所相連的電臺把坐標，載波相位值，接收設(shè)備工作狀態(tài)和衛(wèi)星跟蹤定位狀態(tài)與偽距觀測值等信息傳輸給流動站。流動站把收到的信息數(shù)據(jù)和衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)共同進行實時差分平差的運算和處理，能夠?qū)α鲃诱舅褂米鴺讼档娜S坐標和觀測信息數(shù)據(jù)進行實時的獲取。

三、在工程測量中RTK技術(shù)的運用

RTK定位技術(shù)分為快捷靜態(tài)定位技術(shù)與動態(tài)定位技術(shù)兩種技術(shù)測量模式，把這兩種定位技術(shù)互相融合的運用在大比例的野外測量繪圖的信息采集，對公路中心線的定位，市政工程的測量和航拍測量成像等多個領(lǐng)域當(dāng)中，現(xiàn)今此種測量技術(shù)已被廣泛的運用在多個領(lǐng)域當(dāng)中。

（一）控制測量

控制測量作為工程建造，維護管理的根本依據(jù)和基礎(chǔ)，控制網(wǎng)建立的網(wǎng)型，準確度的標準要求和建設(shè)工程的規(guī)模和性質(zhì)有著直接的聯(lián)系。城市當(dāng)中的控制網(wǎng)其具備面積覆蓋面大，準確度高，使用頻率高的特征，城市當(dāng)中的一，二，三級導(dǎo)線一般都處在地形表面，隨著我國城市化進程的不斷加速，這些地面點往往都隨著城市建設(shè)對地面的作用而遭到了破壞和影響，這就對工程進行測量的進度產(chǎn)生了一定的影響。普通的工程控制網(wǎng)面積較小，大密度的點位設(shè)置，要求其精度高。采取常用的控制測量技術(shù)，例如，邊角網(wǎng)與導(dǎo)線測量，就必須使各相鄰點之間能夠互相通視，并且大部分要進行分階段的來進行施測，進而使微小的誤差不斷積累而形成過度誤差，進而導(dǎo)致了時間和精力的浪費，精度還不夠均勻。

如果采取RTK定位技術(shù)來進行工程的測量，能夠?qū)崿F(xiàn)快速精確的實時的供給控制點，避免誤差的不斷積累，使測量精度均勻。和傳統(tǒng)的作業(yè)形式作對比，各個相鄰點之間只要保持在同一個通視的方向就可以，并且還具備對點位選擇的約束和限制比較少，作業(yè)周期短，效果的精度較高，工程投入成本較低的優(yōu)點，在進行工程施工控制網(wǎng)和工程勘探及變形監(jiān)測控制網(wǎng)時采用RTK技術(shù)的優(yōu)勢是比較明顯的。RTK技術(shù)和GPS測量技術(shù)對比來看，RTK技術(shù)能夠?qū)y量結(jié)果進行實測實收，不用在進行測量之后的數(shù)據(jù)處理，避免內(nèi)業(yè)精度不符合標準要求而重復(fù)返工的現(xiàn)象出現(xiàn)，進而達到縮短作業(yè)周期和提高作業(yè)效率的目的，使功效能夠提升三到五倍。

（二）碎部的測量和放樣

RTK技術(shù)能夠運用在地形圖的測繪，地籍圖和房地產(chǎn)界址點的測繪與施工現(xiàn)場的平面放樣等多個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。傳統(tǒng)的測量技術(shù)有電子平板測圖和平板儀測圖技術(shù)，此類技術(shù)要對控制點進行設(shè)置，還必須是測點和測站之間可以互相通視，需要3人左右共同作業(yè)才能夠完成，而采用RTK測量技術(shù)進行測量，就不需要設(shè)置控制點，只需要一個技術(shù)人員就能夠完成測量作業(yè)，把測量設(shè)備到待測點上停留5秒左右，輸入相對應(yīng)的特點編號，以基準點為依據(jù)，就能夠?qū)Φ匦吸c，界址點和地物點坐標高精度準確的測定出來。

（三）航測像片的控制測量

為了能夠使影響的誤差達到糾正的目的，就要對航測像片實際地點，取得高精準度的地物特點。傳統(tǒng)獲取坐標的作業(yè)方式為，設(shè)定相符合的支導(dǎo)線或者導(dǎo)線，在導(dǎo)線點之上使用全站式測量設(shè)備來進行測量作業(yè)。這種測量技術(shù)作業(yè)量大，勞動強度較高，作業(yè)效率較低，還容易出現(xiàn)較大的誤差和錯誤。采用RTK技術(shù)來進行水平的測量能夠使誤差保持在正負3CM之內(nèi)，高程的精度在正負5CM，能夠使航測像控點的標準和需求得到滿足，使用操作都很方便和靈活，作業(yè)效率高，優(yōu)勢顯著。

[1]于建國.《我國工程測量的發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略目標》.J.測繪通報.2012.10

[2]閆曉光.《RTK實時動態(tài)技術(shù)在地籍和房地產(chǎn)測量中的應(yīng)用》.J.2013.09