GPS-RTK测量技术在测量工程中的应用

李师猛

(吉林省地矿测绘院，长春 130062)

计算机信息技术的发展带动了我国测量工程的发展。当前，在测量工程中，广泛地应用了各种先进的测量技术。GPS-RTK测量技术作为GPS测量技术与数据传输技术结合而成的实时定位技术，具有较高的测量效率及数据处理能力。GPS-RTK构成部分为基准站与流动站，其中基准站的主要作用在于将观测所得的卫星数据连续发射出去。流动站则对基准站与流动站载波相位观测值所获得的所在点坐标、高程以及精度指标予以实时差分处理。同时，该测量技术在周围干扰影响较小的情况下，可在5 s内确定整周模糊度固定解，置信度可达到99%左右，在动态测量工作中，高程精度达到20 mm+1 PPm，平面精度能够达到10 mm+1 PPm。与传统GPS静态测量相比，能够显著地提高测量定位效率，同时还具有高效性、高精度以及实时性等特点。测绘新技术的出现克服了传统野外测量作业存在的问题及缺陷，符合当前我国测绘市场的发展需求。GPS-RTK测量技术作为GPS新型测量技术的一种，显著地提高了数据处理水平及测量效率，但也存在一定的误差，如用户接受设备误差以及基准转换站误差等。

1 GPS-RTK测量技术简述

1.1 GPS-RTK测量技术

GPS-RTK测量技术又称为载波相位差分技术，该系统由RTK信号接收、数据实时传输与处理系统三个部分组成。RTK技术在实际应用过程中主要是通过基准站发出相位差分GPS的改正数，流动站主要功能在于接收成功后对相应的测量结果予以改正，从而提高定位的准确性。RTK技术的工作原理是在基准站放置一台接收机，并在流动站上安装一台或几台接收机。于同一时间内流动站与基准站共同接收由一个GPS卫星所发射的信号，然后将获得信息与基准站获取的观测值对比，便可获取经GPS差分改正后数值，通过无线电台改正值会传输至流动站，针对GPS观测值流动站可对其予以精化处理，最终便可获得流动站准确位置坐标。

1.2 误差分析

GPS-RTK具有定位精度高、轻便易携带、高效率、不受自然因素干扰、较强的综合测绘能力以及可实时掌握三维坐标的优势，但也存在一定缺陷。为了能够尽可能地减少测量工程误差，需要相关人员加强对数据误差发生原因的了解与掌握，使其可根据实际情况采取相应措施来尽可能地减小误差，从而提高测量水平。一般情况下，GPS-RTK存在的误差包括以下几点：第一，用户接收设备误差。该类误差主要体现在因天线相位中心变化所致的一系列误差。第二，基准转换站误差。主要涉及到因坐标系统在转换过程中产生的误差及控制点误差。通常可通过相应措施来消除该类误差，但在实际测量工程中还存在多种无法避免的误差，对于技术人员而言，只能通过相关措施的实施来尽可能地减小误差对于结果造成的不良影响。

2 提高测量工程中GPS-RTK应用有效性的措施

2.1 强化测量技术水平

因GPS-RTK测量技术在实际应用中具有较大难度，因而一部分测量人员难以全面掌握相关技术，这就要求需加强测量人员技术培训工作，可以聘请一些业内较为权威的技术人员与专家为测量人员开展培训，旨在进一步提高测量人员对于GPS-RTK测量技术的掌握。培训过程中还包括研究与推广新型的测量技术，从而确保测量人员能够更好地掌握关于GPS-RTK测量技术的具体要点。除此之外，还要明确测量人员的具体职责，通过奖惩机制的建立来提高测量人员工作的积极性，充分发挥其主观能动性。

2.2 建立健全管理机制

第一，进一步加强测量设备的管理工作，建立健全一个科学合理的设备使用管理制度。相关人员在使用设备前均需要对其进行校准，待设备负责人签字后方可使用。设备应用完毕后，需对其进行必要的维修保养工作，并在第一时间将其归还至负责人，负责人需要对归还的设备进行仔细检查，如存在损坏及问题需及时进行修理。第二，建立健全测量技术管理体系。对实际测量工作中存在的问题进行及时的分析与总结，并针对问题开展深入研究，制定有针对性的措施来防止再次出现类似问题。

2.3 设备管理

设备管理在测量工程开展过程中具有非常重要的作用。我国的工程具有现代化特点，因而需要充分地利用各种网络技术与计算机技术，以此来不断地提高GPS-RTK测量水平。相关人员还需要进一步加强测量设备管理工作，通过制定科学完善的设备管理办法及措施，构建相关的管理体系来确保测量设备能够实现高效的应用，并针对存在的问题开展有针对性的措施予以解决。如设备人员在使用相关设备前，需要对其进行仔细校对工作，测量工作完成后需要在第一时间进行维护工作，一旦发现任何问题，均需要立刻对其开展维修。

3 GPS-RTK的实际应用

GPS-RTK测量技术在测量工程中得到了非常广泛的应用，如房地产测量、地基测量、地形测量、建筑测量、面积测量，同时还可用于地下管线、道路、输电线路及油气管线的放样测量等。与传统的全站仪相比，GPS-RTK测量技术具有非常显著的优势，具体表现为：第一，控制测量。可针对高精度测量要求开展测量工作，能够实时获得定位结果及精度，从而提高测量效率。第二，矿山测量。该技术可有效降低如地形地势等外界环境的干扰，提高测量准确性。第三，铁路测量。可用于铁路整体勘测及测量放样，如应用于大比例地形图绘制及铁路边坡放样。第四，航迹测量。该种技术在测量中不会受到湍急水流的影响，节省较大人力物力，确保测量人员安全。第五，施工放样。利用电子信号传输数据进行测量，不会受到周围如建筑遮挡等环境的影响。第六，公路建设。在地基沉降测量以及放样中的应用可提高测量准确性与高效性，保证工程质量。

4 结语

GPS-RTK因其能够对所在位置三维坐标予以实时定位，所以能够广泛地应用于点位及中桩测量、实地实时放样等工程中。该技术在实际应用的过程中具有高效率、快速以及不受周围天气环境、通视等各类条件的限制，所以当前在隧道、路线及桥梁等工程勘察中得到非常广泛的应用。但因测量误差仍然存在，需要技术人员在实际测量工作中注意以下几点，以尽可能地减少误差对测量结果造成的影响：第一，在测量的过程中需待GPS至少稳定20 min后再开始采取RTK测量。第二，距离电台信号不得过远，以免对测算精度与速度造成影响。