GPS RTK技术在土建工程测量中的应用实践

摘要： GPS-RTK技术能够提高土建工程测量的效率。本文就此论述了GPS-RTK技术的工作原理，并分析了其在测量地籍和矿山勘测两方面的应用。比较于传统导线测量方法，证实了该技术的高效性和准确性。

关键词：GPS-RTK技术；测量；土建工程；控制网

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：

科技革命带动了科学技术的发展。由此，土建工程测绘技术也发生了改革。测绘技术逐步向自动化、数字化发展，可以规范化、科学化、程序化的管理或处理测量数据。工程测量工作，常用“3S”技术，即GIS、RS、GPS。而在传统测量工作中，还会应用经纬仪、全站仪和水准仪，以此构建起侧边网、边角网、测角网。这样不但会费时费力，而且精度不足。GPS-RTK技术具有全天候、自动化、精高效的特点，有着很快的发展速度。GPS内的静态相对测量有着很广泛的应用领域，而RTK则将其与数据传输相结合，变为载波相位差分，更广泛的应用在土建工程测量中。

GPS-RTK技术的工作原理及其优缺点

1.1 GPS-RTK技术的工作原理

GPS技术进行静态测量时，测绘站并不能开展实时数据传输。GPS-RTK技术是实时差分的测量技术，有着载波相位的能力。它利用流动测量站将信息实时发送到基准站内，告知观测目标。GPS接收机可以同时接收到4颗以上数目的卫星，开展实时观测。如果A位置上有GPS接收机，接收到了4颗卫星发出的信号。设4颗卫星为、、、。经过处理数据和展开计算，得到接收机与卫星之间的距离，分别为、、、。再用卫星星历法查明4颗卫星所在的三维坐标（，，）。则可用公式求出A点三维坐标。

GPS-RTK能够实时处理测站载波相位差分。在实际情况中，载波相位差分有两种类型，即差分法和修正法。差分法是先将RTK初始化，求其相位差模糊度。通过实时差分以后，基准站内的GPS接收机把信息数据传递给流动站。流动站内的GPS接收机，把收集到的数据和接收到的数据放在一起，实时差分处理，得出流动站的厘米级三维坐标。差分法是真准RTK技术；修正法是基准站把载波相位传给流动站。流动站接收过载波相位，进行自我纠正。最后再求出坐标值。

1.2 GPS-RTK技术的优缺点

GPS-RTK技术的优点有四个方面。即高精度、全天候、无通视、操作简单。GPS-RTK技术定位精准，精度可在5mm+1ppm的范围内，有着极强的观测信号。距离变化不会影响到它的测量定位。GPS-RTK技术形成的三维坐标，可以随时随地的显示出来。只要基准站有开阔的空间，能够接收卫星信号，便可以达到空间定位的目标。GPS-RTK技术操作很简单，有中文界面。测量人员均能够正确使用。

图一：RTK测试初始化时间检定表

但是，GPS-RTK技术也有一些缺点。卫星状况会限制住观测信号的准确性。有时候，卫星数量少，容易产生假值。在信号不好的地方作业，比如城市密集区、山区地带，作业时间会被限制。天气不好时，有较多的电离层，卫星数量会因此受限。如果信号被阻隔，RTK作业会要求初始化，影响到了测量的效率和精度。倘若测区高差较大，不易控制好高程精度。

2.GPS-RTK技术在土建工程测量中的应用

2.1控制测量

我国城市内部的导线多集中在地面。由于城市规模的扩大和使用频率的增多，地面导线多受到破坏。工程测量的精度和进度受到了限制。在土建工程测量时，GPS静态测量技术不能实时确认定位精度，需要返测。GPS-RTK技术可构建起工程控制网。工程控制网能够维护工程的建设管理，其精度和网型决定了土建工程的规模和性质。工程控制网在四等之下，点位精度高、密度大。构建工程控制网时选择RTK定位，受到的外来限制少，而且效率高、成本低。GPS-RTK技术采取图根导线测量，替代了原本的全站仪。不管任何条件，测量过程中都能开展图根点测量，不但能够达到图根点的要求数目，而且有较高的灵活性。流动点和参考点需保持10公里之内的距离。

2.2土建规划放样

放样时利用仪器将设计好的点位标定在实地上。以前这样的常规放样有很多方法，比如全站仪边角放样、经纬仪交会放样。放样出一个点位，还要反复的移动目标。这样的工作步骤需要3个人操作。同时，放样时点间要有良好的通视情况。

采用GPS-RTK技术开始放样时，要先把握好测量点的精度。如果其收敛精度不够，需及时测量保证大点位差。GPS-RTK技术放样，在电子手薄内输入设计完成的点位坐标。手拿着GPS接收机，它会告知你需要放点的位置，方便迅速。GPS以坐标的形式开展放样，精度均匀也很高。只要有一人操作便可，外业放样内的效率会显著提高。

2.3绘制地形图

以往绘制地形图，需先在测区构建图根控制点，再在控制点之上架好经纬仪测图和全站仪。如今，这些设备早已发展成为电子手薄和外业全站仪。土建工程测量时，可用测图软件开展测图。这些测量方式需在测站测出周边碎部点。碎部点和测站保持通视，需3人完成。采用GPS-RTK技术后，工作人员只需背着仪器呆在地貌碎部点几秒钟，便可得到点位精度。等到测完区域数据之后，专业软件接口便能输出地形图。不需点间通视，比较实用。

2.4计算土石方量

土建工程的建设，离不开土石方。GPS-RTK技术可以和地面线自动衔接。以断面法计算土方量。同时，借助于一些绘图软件，绘制出沿线断面和各点横断面。外业工作时可以采集到所用数据，不必再测量现场的情况。这就减少了工作强度，提升工作效率。

3. GPS-RTK技术在土建工程中的实践

湖北安固建筑工程有限公司对建筑区域进行测量，选取经现场踏勘原有GPS现存点点位，并对21个控制点进行动态RTK测量。根据两次测量的高程较差和平面位置得出GPS点点位中误差±2.02cm，最大点位中误差±4.8cm；高程中误差±1.72cm，最大较差±4.2cm，结果表明所测点精度良好。在RTK测量结束后用全站仪实测检查了部分相互通视的点间的相对关系。检查共设25站，测边69条，测角57个，测三角高程69个，涉及点数83个，占控制点总数的11.4％。得出相邻点点位中误差±2.03cm，最弱点点位中误差±4.0cm；高程中误差±2.02cm，最大较差±4.2cm。因此，RTK实测精度完全符合一级导线测量精度要求，不存在误差积累问题。

结束语：

在新时期的影响下，我国土建工程建设面临着新的发展机遇。土建施工，离不开测量技术。GPS-RTK技术无视作业条件和横向通视限制，测量精度高。应用GPS-RTK技术，能够确定观测的时间，提高工作效率。土建工程在测量时，容易受到工期和工程勘察的影响，构建高精度控制网是必然的。在土建工程中，GPS-RTK技术具有高效性、准确性和方便性，能够为以后的工程建设提供可借鉴、准确的技术实践。

参考文献：

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