浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用

浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用

吴泽钧

吴泽钧中山市阜沙测绘工程有限公司

摘要：全球定位系统（GPS）的最新研究成果RTK(RealTimekinematic)，弥补了原GPS测量作业时间长、数据要进行内业处理的缺点，实现了高精度的实时定位测量。利用GPS（RTK）进行工程测量是工程测量方法上的一次突破，实践证明这种方法可被广泛应用于多种测量工程中，而且具有广阔的应用前景。

关键词：GPSRTK；工程测量；定位；应用

近年来，随着我国经济的迅速发展，我国加快了各方面的基础工程建设，基础工程的建设与发展对测量技术的要求也在不断提高。就目前的状况而言，一些常规的测量设备在测量过程中会受到作业条件的限制，作业的时间长，难度大，工作效率低，并且测量的精确度还不高，这样就拖延了设计周期。GPS（RTK）在工程测量中具有操作简单、定位精度高、可实时检测待测点的数据等特点，GPS（RTK）的使用，减少了冗余观测，大大提高了工作效率，在日后的工程测量中，有着很广阔的应用前景。

一、GPS（RTK）测量技术概述

GPS是全球定位系统的简称，它是通过卫星导航来实现的实时定位。RTK是实时测量技术的简称，又称载波相位差分技术，这种技术的定位精度可以达到厘米级，在静态相对定位测量中可以进行多种高精度的控制测量，可以实时地知道定位精度和定位结果，对提高作业效率有很大的帮助。RTK主要由三部分组成：一台基准站、一台或多台移动站接收机、数据链。

1、RTK测量技术的工作原理

RTK测量技术的工作原理是在基准站上安置一台GPS接收机，然后利用GPS连续观测可见卫星，然后基准站通过数据链将测得数据和观测站坐标信息传输给流动站。流动站也装有GPS接收机，流动站不但通过GPS接收卫星信号，还通过无线电传输设备接收基准站的信息，然后在系统内组成差分观测值进行实时处理，这样移动站就可以得到更准确的测量数据，最后在移动站上根据相对定位原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度。

2、GPS（RTK）测量技术用于工程测量的优点

现代的RTK技术是GPS技术的一次革命，将RTK测量技术应用于工程测量中具有以下几方面的优点：

（1）测量时间短，一般情况下，在进行动态相对定位时，在五秒之内就可以测量并求得高精度的测点三维坐标。在进行静态相对定位时，每站的测量只需要二十分钟左右就够，这相比于人工测量来说，大大缩短了测量时间，提高的工作效率。

（2）测量结果精度高，RTK这种测量方法相比于其他测量方法来说，在测量精度方面有了很大的提升，在平面上来说，精度可达1cm+1ppm，在高程上来说，精度可达2cm+lppm。

（3）测量过程操作简便，可实现全天候作业。RTK测量技术的自动化程度高，基本上实现了智能化测量，减轻了测量过程中测量人员的工作量，测量人员只要设置天线，使得测点能够接受四颗卫星的GPS信号即可实现全天候作业，还不受天气状况的影响。

（4）测量的结果可提供三维坐标，测量的结果可以实时地显示出来，解决了三维实时动态放样和快速成图问题。

二、RTK技术工程测量中的应用

1、控制测量

在工程的建设和管理中，工程控制网是基础，工程控制网的网型、精度要求与工程项目的性质和规模息息相关。对于一些覆盖面积小的工程控制网，精度和点位的要求往往比较高，这个采用RTK定位的方法建立工程控制网，为了提高作业精度，可以采用一个基准站测量所有点位两次，然后比较测量后两次的差值，还可以用两个不同的基准站对所有的点位进行测量，然后再比较两个基准站所测结果的差值。

2、RTK技术在地质工程测量中的应用

在地质测量工程中，运用RTK技术测量是将基准站与流动站结合起来运行的。具体的测量流程是在基准站用GPS接收机接收观测站和测站的坐标数据，然后通过电磁信号的形式将坐标数据传输到流动站。流动站一方面接受本身GPS观测到的数据，另一方面也接受来自基准站的信息，然后在系统内把这两种数据组成差分观测值进行实时处理，并经过坐标转换等即可得到精确的坐标位置。RTK技术在地质工程中的应用运用定位原理，对自身GPS观测到的数据和基准站传来的坐标数据进行了整合，提高了测量的精确度，同时也缩短了测量时间，工作效率有很大提高。

3、RTK技术在地形碎部测量的应用

在城市的建筑物密集区，如果使用GPS测量会出现盲区，且GPS的初始化时间长，碎部测量的速度慢，这时就可以采用RTK增补图根导线点，配合全站仪测量碎部点的方法来快速完成测量。对于城市的空旷地区，RTK完成碎部测量的时间更短。RTK技术应用于地形碎部测量中可以快速完成野外作业，在进行技术测图时，一个人即可操作形成成果图，节约了成本，缩短了工期。

4、RTK技术在水利工程测量中的应用

（1）利用RTK进行加密控制点的测量

在水利工程测量中，由于工程大多数位于偏远地区，测量的工作量很大，常使用的控制测量方法为三角网测量和测距仪导线，这两种方法由于高等级控制点少等原因，测量的精度还会受到严重的限制。利用RTK进行水利工程加密控制点的测量操作非常简单，仅仅需要在测区15千米内找三个以上的高等级测量控制点即可，一天下来大约可以测量三十多个加密控制点，提高了水利工程测量的效率。

（2）利用RTK进行水下地形测量

在水利工程测量中，水下的地形复杂，作业条件恶劣，这时要想做好水下地形的测量，就必须具有准确的水下地形资料。采用三竿分度仪、六分仪或者全站仪配合测探仪这些传统的水下地形测量方法具有工作量大、精确度有限、测区范围小等缺点。使用RTK技术进行水下地形测量还需要一些其他辅助，在测量时，先将GPS、测深仪还有电脑连接在一起，然后利用导航软件引导测量船在被测的断面上行使，电脑上用海洋测量软件分析GPS和测深仪采集到的实时数据，最后再用成图软件生成水下地形图。RTK技术进行水下地形测量为国家地理信息系统的建立提供了很好的条件。

5、RTK技术在市政工程放样中的应用

在市政工程中，如果利用RTK技术进行测量，那么一个人即可完成对市政道路和中线的放样工作。用RTK技术对市政工程进行放样，可按桩号进行放样，也可按坐标进行放样，方法灵活多变。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定的为止。采用RTK技术进行放样，标定点位，是坐标的直接标定，不象常规放样那样，需要后视方向、用解析法标定，因而简捷易行。

结束语：

GPS（RTK）测量技术应用于工程测量中可以实时地定位所在位置的三维坐标，定位精确度高，可实现全天候的测量，减轻了测量人员的工作负担，提高了测量的工作效率。另外由于这种测量方法不受恶劣环境的影响，可以广发地用于道路桥梁、水下、隧道等恶劣环境中，在将来，我相信RTK技术将会在各种测量工程中有着广阔的应用前景。

参考文献：

【1】陶歆贵，GPSRTK技术在水利工程测量中的应用【J】，铜业工程，2007，2

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【4】赵强，GPS测量及GPS-RTK技术在工程测量中的应用——以晋城-长治煤层气输气管道工程线路测量及中线放样为例【M】-科技情报开发与经济2010,20(11)

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