GPS、RTK技术在测绘工程中的应用

GPS、RTK技术在测绘工程中的应用

龚峰

核工业井巷建设公司

摘要：现阶段,中国科技日新月异，发展速度惊人，测绘工程也如同雨后春笋般越来越多，GPS和RTK测绘技术的应用对测绘工程领域内发挥着举足轻重的意义。该项技术已经被普及到工程勘测施工领域，其使用效果得到极大认可，测绘技术具有高精度，笔者着重探讨了测绘工程实践中是如何运用GPS和RTK测绘技术的，很好的体现出该项技术的种种优点，希望可以给测绘工程提供有利的支持。

关键词：GPS、RTK；工程勘察；应用优势；测绘；精准度

目前，我国的市场经济突发猛进，科技手段日益先进，这就对测绘工程提出了更高的技术需求，落后的测绘技术早就无法适应现代化都市发展的要求，人们对测绘精准度是否能够达标这一问题表现的尤为关注。GPS和RTK测绘技术在现今的测绘工程中应用的较为普遍，高精度的测绘技术使作业效率得到了显著提升，在工程勘察领域十分受业内人士的欢迎。

1.GPS和RTK技术介绍

1.1GPS和RTK技术理论

GPS和RTK测绘技术的使用应当配备相应的接收设施，通常而言，至少应当配备两个接收设施，才能保证信号的接收强度。不妨选择一个接收设施作为基准站，然后把余下的接收机作为信号增强器。在具体应用时，接收器可以对该卫星实时追踪位置，再通过传送工具将观测数据发送至接收器，移动接收器能够对测量值实时予以数据处理，从而搜索到三维坐标。移动接收装置涉及领域很多，除了可以在静态环境中进行观测外，在动态环境内，同样可以实现三维坐标的定位。移动接收装置能够同时对五个卫星进行定位，再根据卫星方位绘出几何图案。该设施的测量工作能够达到1毫米的精度。

一般情况下，GPS、RTK的测绘技术不会被外界因素影响，因此，这种技术的精确性极高，定位的速度也十分迅速、准确，应用效率较高，能够极大限度地降低测量误差。GPS、RTK技术是先进科技产物，与传统的GPS技术相比较，GPS、RTK技术的优势更为显著，并且在工程勘测工作中发挥着关键性作用，RTK系统由GPS接收设备以及数据传输系统、软件系统而组成，为了提升RTK技术的工作效率，务必保证这三个系统的正常、稳定运行。

1.2GPS和RTK技术特征

2.2.1优势

第一，定位精准、观测误差低、数据准确度佳。在工程勘测实践过程中，GPS和RTK测绘技术的使用符合工程勘测的施工需求，提高了测量数据的效率。该项技术能够达到1厘米的精度，所以通过GPS、RTK技术进行观测会产生十分细微的误差。随着中国现代化都市建设步伐的加快，在工程勘测领域将会大力普及GPS和RTK测绘技术。

第二，效率高。在工程勘测实践操作过程中，GPS和RTK测绘技术的勘测范围较广，其直径通常可以达到5000m之长。该项勘测技术的设备具有优良的性能，观测领域十分的广，所以在具体应用时，能够有效避免不必要的反复拖运观测设施，节约了体力，减少了施工作业时间，提高了施工效率。

第三，自动化测量程度高，测绘仪器功能多。应用GPS、RTK技术进行内外业测量，主要是由于GPSRTK技术能够有效进行自动化的测量，利用传输设备可将测量的数据信息输送给计算机，减轻工作人员的工作量，为测绘过程带来诸多便捷。另外，应用这种技术，能够降低辅助测量、减少误差，为内外业的测绘工作提供有力保障。

第三，操作方便、简单，处理数据的能力强。这项测绘技术能够进行电磁波通视的主要原因是由于该项技术不容易受外界测绘条件影响，就算在极为复杂的地形环境当中，也不会受地物障碍影响。搭设GPS、RTK技术的基准站、流动站比较简单，能够快速获取数据信息并及时进行处理，且操作简单、方便[1]。

1.2.2GPS、RTK技术的不足之处

第一，受卫星影响。卫星的覆盖率并非在任何时候都好，应用GPS、RTK技术进程测绘，在某些时候很容易出现假值。例如，在一些原始森林、高山峡谷或者城市密集区域进行测量，卫星信号极有可能长时间被遮挡，这就会缩短作业时间，也可能导致测量的数据信息不准确。因此，需要在这些环境中测量的时候，要选择好测量的基点，并且结合星历预报来选择合理的测量时间，也可利用别的测量方法进行弥补。

第二，受空气环境影响。一般来说，一天当中早上11点以前、下午14点之后GPS、RTK技术测量的效果最好。如果在中午进行测量的话，极容易受空气中的电离层干扰，而且共用卫星的数量较少，难以完全接收到五颗卫星信息，使测量难以正常进行，因此，要确保测量质量，选择相应的测量时间十分重要。

第三，受初始化时间影响。在高山、森林密布地区、高楼密集的城市进行操作时，卫星信号出现被遮挡情况使信号失锁，此时，GPS、RTK测量就会需要重复进行初始化，初始化得到时间过长也会对测绘效率以及测量精度造成影响。因此，在这些地区进行测绘工作时，务必选择初始化时间较短、能力较强的GPS、RTK测量机械。

2GPS-RTK测绘技术在工程测量中的应用

2.1在控制测量中的应用

由于很多建设工程规模都较大，并且所处地方较为偏远，比如交通线路工程、水利工程等，高等级的控制点相对较少，在工程设计、施工测量过程中需要进行控制测量。如采用传统方法，需要布设大量的测量控制点。常规的水准测量或者是导线测量很容易受到天气以及当地地形的影响，导致测量工作量很大。而采用GPS-RTK只需在测量区域附近有4个以上的高等级控制点，就可以完成所需的控制测量工作，并且可直接进行相应的细部测绘，省时、省力，精度高。

2.2在地形测量中的应用

在进行地形测量时，应根据测量区域内的已有高等级控制点的分布及基准站上空有没有干扰的卫星信号、被大面积的遮盖或者是影响RTK数据传输和通讯的电磁干扰来选择基准站的位置。还需要注意用于GPS-RTK测量的控制点应该是等级GPS点或者是与之联测的控制点。在第一次设置基准站或者是重新设置的时候，需要联测一个或者是一个以上的已知控制点来作为检核，当检核的精度能够满足测量要求后，开始进行测量作业。测量时，要设置置信程度在99.9%，在状态达到要求时再进行数据采集，对于没有检核条件的测量点，应该在不同的时间段进行重复测量部分点，从而避免测量粗差，提高测量准确性。

3.实际工程分析

3.1工程实例

本文选择的工程实例是西南地区的一项大型地籍测量工程，根据工程的实际情况将该地区的地理特点分为两部分，一部分位于南半区，该区域交通便捷、地势较为平坦；另一部分位于北半区域，地形较为复杂，有大量的山区、河流，并且山谷较深、极为狭窄，山谷谷底的宽度大约是50米，两侧的上坡十分陡峭，有部分区域呈现竖直状态。由于改区域的环境恶劣，河段区域无植被覆盖。此次地籍测绘的区域在20千米以内，海拔为800到3000千米，部分范围无公路，难以通车。河水水流较急，恰逢冰雪融化之际，水温较低，难以涉水过河，在如此复杂的地形条件下，如果采用传统的测绘方式，将会耗费大量的人力、物力、资金，并难以保证测量质量，利用航空摄影的方法测量到该区域1：5000的地形图，再利用RKT技术对测量进行测控。

3.2测量准确性探析

在GPS和RTK测绘技术应用的过程中，需要在施工场地中选取三点作为坐标点，并对其加以观测、对比，从而保证观测精准度符合要求的规范标准。由观测经验得知，外部环境与RKT观测的平面准确度没有直接关系，而由于地表高层异常，会使高程的观测数据产生误差。因此，实施像控点观测时应当不断的观测、对比已知点高程。我国水利水电工程施工测绘规程指出，高程的中误差应保持在20m左右，该项目地形图比例为1：5000，等高距为5m，因此本区域高程的中误差应保持在0.25上下[2]。

4结语

综上所述，GPS和RTK勘测技术在目前工程测绘施工领域占有重要的战略地位，并且得到了大面积的普及，测量数据的精确度也得到不断的提升。然而，在具体运用时仍有待进一步的改进。为了保证测量数据的精准度，技术工作者必须剖析高效测量的干扰要素，最大限度的减少测量不利因素，从而确保测绘资料具有较高的精准度和可信度。这种技术应用起来相对容易，但缺乏稳定性，会随卫星和空气的变化而变化，因此，勘测工作者在实施该技术时，应通过多设计监控点的方法进一步增加卫星定位的准确度，此外，还应当不断的检测各个监控点，保证勘测误差符合规范标准，从而提升勘测质量。GPS和TK勘测技术可以节约人力和时间，降低测绘工作者的体力，提升观测效率，在测绘工程中占据着主导地位。

参考文献

[1]任丽虹.GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息.2015(06)

[2]徐健.浅析GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息.2014(27)