探讨GPS-RTK技术在工程测量中的应用

摘要：RTK即实时动态差分法，为一种新型、常用、高效的GPS测量方法。在工程测量中应用GPS-RTK技术，能够为工程放样、地形测图、控制测量等多个方面带来很大方便，大幅度提升了野外测量的作业效率。本文在简要论述GPS RTK技术相关理论的基础上，从控制测量、碎部测量与放样、变形监测等方面探讨其在工程测量中应用，旨在为工程项目选择测量技术时提供可参考的依据。

关键词：GPS-RTK技术 ；工程测量；应用分析

中图分类号：TB22文献标识码： A 文章编号：

在卫星定位技术以及卫星导航技术高速发展的形势下，人们对快速高精度位置信息的需求也日益强烈。在线阶段，应用最为广泛的高精度定位技术就是RTK(实时动态定位：Real-Time Kinematic)，这项技术的重点在于使用了GPS的载波相位观测量，并利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性，通过差分的方式除去移动站观测数据中的大部分误差，从而实现高精度(分米甚至厘米级)的定位。在现代化的工程测量中，应用RTK新技术，能够大大减少各级控制点的布设数目，在凭借一定数量的基准控制点的基础上，便可以高精度并快速地测定界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件还可以在野外一次测绘成电子地图，然后通过计算机和绘图仪、打印机输出各种比例尺的图件。凭借精确的GPS定位功能、厘米级采集精度、实时数据交互、高稳定的性能等特性，在电力勘察设计、施工、放样等方面发挥作用，为设计、施工及决策人员提供精确的数据来源，这正是GPS-RTK技术在工程测量中优势所在。

1. GPS-RTK技术的相关理论

1.1系统组成

GPS-RTK技术测量系统通常包括GPS接收设备、数据传输装置以及软件系统等多个部分。要获得高精度的GPS测量数据，就须使用载波相位观测值，而GPS-RTK技术作为载波相位观测值的实时动态差分技术，可以实时地测量指定坐标系中的三维定位结果，还能以厘米级精度的数据表现出来。

1.2作业机理

在RTK作业模式下，基准站的GPS接收设备凭借数据传输设备，把其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，花费时间不足一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。

2. GPS-RTK技术控制测量中的应用

2.1传统工程控制测量存在的问题

关于城市控制网，其占用面积大、精度要求高、应用频繁等特点，再加上其所测量的导线常常布设在掉膘，易于外界多种因素的破坏，给工程测量造成诸多不便。而常规的三角网、导线网、快速静态等控制测量方法，不但增加的工程测量的成本费用，提高外业作业强度，多数控制网点需要一定的通视效果，而且所测得的信息数据精度标准不一。

2.2 GPS-RTK技术在控制测量中的应用优势

在控制测量中采用GPS-RTK技术能够提供快速精确的控制网点，进而提高测量作业效率。GPS-RTK测量系统中的流动站能够直接对控制点的三维坐标进行测量，其方式就是在测量区域中的高等级控制点搭建基准站；在测量较为复杂的控制点，就可运用手簿提供的交会法间接测量。这种控制测量方法控制点间不需要进行通视，在布设较长GPS三角锁网的基础上，维持长距离线路坐标控制的一致性，这样对控制点位置的选择并未有较多的限制因素，具有测量效率高、结果精度准、成分花费少等优势。将GPS-RTK技术用于公路控制测量、电力线路测量、水利工程控制测量、大地测量等工程项目当中，则不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至可以在几秒钟内完成。

3. GPS-RTK技术在碎部测量与放样中的应用

GPS-RTK技术在地形图测绘、地籍测量、房产测量中界址点测量、平面位置的施工放样等方面发挥出强大的测量优势，具有良好的应用效果。

3.1碎部GPS-RTK技术测量方法

3.1.1应用过程

以往的碎部测量通常要先设立相应的图根控制点，在上部架设全站仪或者经纬仪，在小平板的辅助作用下进行测图，现在外业应用全站仪和电子手簿，在辅以地物编码进行测量，都应该测量流动站周边的地形地貌等碎部点。而这些碎部点应与测站点保持良好的通透性，通常需要2人或者以上进行作业，一旦出现精度不合的问题，还得进行外业返还作业。在所部测量是应用GPS-RTK技术，只需要一位技术人员携带相关仪器，于待测位置停留1到2s，输入特征编码，凭借着电子手簿就可动态了解点位精度，待测量完毕后，经内业软件系统处理即可编制满足工程测量的地形图。

3.1.2应用优势

RTK仅需一人操作，不要求点间通视，大大提高了工作效率，采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如普通测图、铁路线路带状地形图的测设，公路管线地形图的测设，配合测深仪可以用于测水库地形图，航 海海洋测图等等。

3.2采用GPS-RTK技术开展放样

应用这项技术，只需把放样起点终点坐标、曲线转角、半径等相关参数输入RTK的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，可以按桩号也可以按坐标放样，并能随时互换。与一般施工放样相比，具有简捷易行的优点。

4. GPS-RTK技术在变形监测中的应用

这项技术可应用于大型建筑或者构筑物的地基沉降、位移、整体倾斜等状况进行相关的变形监测。变形监测通常要求测得结果应具备毫米级精度，应用GPS-RTK技术不但能够满足精度要求，还能有效克服监测体尺寸大、监测环境多变、技术标准高等难题。

5.结论

基于以上分析论述，在工程测量中应用GPS-RTK技术，具有缩短工期、降低成本和勘察设计灵活等多个方面的优势，比一般的测量技术有很大的优越性。时代已经步入21世纪，随着科学技术的速猛发展，RTK技术的发展方向有：接收机小型化、增强抗树林遮挡和抗电波干扰的能力、降低码观测值和载波相位观测值的噪声、精化误差模型等，在工程测量测量方面具有十分可观的应用前景。

参考文献

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