GPS RTK技术在工程测量中的运用

魏金博

【摘要】GSP-RTK技术，即实时动态测量技术主要是将GPS测量和数据传输两项技术技术进行结合，在此基础上建立的GSP-RTK技术，同时这也是GPS测量技术全新的突破点。围绕GPS-RTK技术在工程测量中的运用，从操作流程以及具体的运用上进行了分析，并提出了相应的建议。

【关键词】GPS-RTK 工程测量 运用

目前，GPS-RTK，即实时动态技术已经成为使用最为广泛的测量技术之一，高精度 GPS实时差分定位 RTK技术主要是基于是在 GPS的基础上发展起来的，其不仅能在一定范围内达到厘米级的测量精度，还能够实时提供流动站在指定坐标系中的 3维定位结果，可以被看成是 GPS技术应用史上的重大里程碑。RTK测量技术所具有的精度高、实时性和高效性等优点，使得其在工程放样、地形测图、各种控制测量等工程领域中的应用越来越广泛。

一、GPS-RTK技术概述

GPS实时动态测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统，主要由GPS接收设备、数据传输系统和软件系统三部分构成，是GPS测量技术发展的一个新突破。实时动态定位技术也叫RTK技术，是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术。RTK系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而可减少冗余观测，提高工作效率。实时动态定位（RTK）技术不仅保留了GPS所有的功能，如快速静态定位模式、准动态相对定位模式、动态相对定位模式等，观测数据也可以采用后处理的方法，由于后处理定位和实时定位可以同时进行，所以更具优越性。

二、GPS-RTK技术具体操作工序

GPS RTK技术在测量应用中，需要进行设置并遵循一定的作业流程，以保证测量效率及测量效果。其主要的内容包括以下几点：第一，控制资料的收集。考虑工程测量的要求，收集测量区域内等高级控制点信息，通过检测，保证起算数据的可靠性及准确性；第二，设置基准站。一般基准站应设置在较为开阔的环境中在，合理确定基准站坐标，其坐标精度的确定，直接影响着测量精度；选择测量模式，选择天线类型及电台类型等；第三，设置流动站，流动站电台应为内置接收电台，为保证测量精度，需要在测量之前，进行流动站初始化，在初始化过程中，应保持可以同步观测到5颗及5颗以上卫星，如低于五颗卫星，应重新初始化。第四，坐标系统转换。在工程测量中，多选择应用的是地方坐标系，而在GPS系统測量中，其坐标为WGS-84坐标系，为此，需要计算坐标转换参数，进行坐标参数系统一；第五，测量定位。在保证坐标转换无误之后，可以在规定区域进行工程测量。

三、GPS-RTK技术在工程测量中的具体运用

（一）应用于施工放样

放样是测量的一个应用分支，在地籍测量中和工程施工中经常使用。它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来。放样的方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样，距离交会等等。利用以上方法放样出点的位置时，往往需要根据测量的结果来回移动目标，直至到达点位。放样同测图一样，需要通视情况良好，需要跑尺者和观测者，工作效率低。采用RTK技术放样时，可以在室内用专用软件将要放样的点或线坐标编辑好，传输到GPS的手簿中，便可以在野外进行操作。操作时，按提示选择放样点后，GPS-RTK会实时解算出天线所在位置的坐标，同时与待放样的坐标进行比较，得出两者之间的坐标差，再通过手簿的界面文字和图形导航到点。

（二）应用于断面测量

用常规方法在断面测量过程中常常会碰到断面桩无方向点或测量断面需要很多分站才能完成。而利用 GPS-RTK接收机配合手薄记录、采用 RTK技术可实时采集断面的三维坐标数据，可以很好地解决这些问题，无须考虑通视方向和分站测量，而且利用手簿实时显示断面图结果，可以很直观地检查断面状况与实地地形，减少了不少的内业工作量。

（三）应用于碎部测量中

传统的碎部测量一般是根据测区已有的图根控制点，利用平板仪测图或使用全站仪测图，使用全站仪时，测每个点均输入该点的地物编码，然后再利用成图软件成图，这些方法作业时要求测站点和被测的周围地物地貌等碎部点之间一定要通视，而且一台仪器至少要求 2～3人同时进行作业。采用 RTK技术进行测图时，不要求通视，架设好基准站后，仅需一人拿着仪器便可以开始测量。测量时，测量员在仪器已经初始化（获得固定解）的情况下，在要测的地形地貌碎部点上，将测杆对中、让气泡居中后，开始测量几秒钟，就能获得该点的坐标，精度达到要求后就可保存，保存点时输入该点的特征编码，把一个区域内的地形地物点位测定后，利用专业数据传输和处理软件可以输出所有的测量点。用 RTK技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。

（四）应用于控制测量

整体控制测量和局部加密控制测量是常规测量中所要进行的两个步骤，在整体控制时就必须考虑到后面加密工作的开展。常常因为要进行局部加密控制而要测量一级导线，然后在此基础上再进行图根控制，这样就花费了大量的人力、物力。而采用 GPS-RTK系统来进行控制测量，在首级控制测量时，无需考虑通视方向点，无需进行更多的加密控制，如测导线测图根点之类的工作，只需将移动站放在所需的控制点上平滑采集 5S即可得出坐标。这就使得在首级控制选点位时，只需考虑其实用性及设基准站的安全性。因此，GPS-RTK测量技术能够大大提高控制测量的工作效率、减轻劳动强度。

针对 GPS-RTK技术在工程测量中的运用，从工程测量中几方面对其的应用进行了阐述，希望能够通过文章中的分析，进而全面提升 GPS-RTK技术性能，以此为我国建筑行业的可持续性发展以及相关测量技术水平的提升奠定良好的基础。

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