翟偉光 楊春雷

[摘要]文章首先對(duì)GPSRTK技術(shù)進(jìn)行概述，并指出了GPSRTK技術(shù)的工作流程，最后探討分析了應(yīng)用GPSRTK技術(shù)的城市工程測(cè)量方法，以供相關(guān)人士參考。

[關(guān)鍵詞]GPSRTK 城市測(cè)量 應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] P271 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-151-1

1 GPSRTK技術(shù)概述

1.1 GPS技術(shù)

GlobalPositioningSystem的縮寫(xiě)即為GPS，便是全球定位系統(tǒng)，它利用衛(wèi)星來(lái)完成信號(hào)發(fā)送和接收，精密準(zhǔn)確的確定使用者所在位置坐標(biāo)、導(dǎo)航、時(shí)間，實(shí)現(xiàn)全球定位。在電子時(shí)代，地球已經(jīng)變成了小村莊，GPS技術(shù)縮小了人與人之間距離，也使兩點(diǎn)之間的路程顯得近在咫尺。隨著微電子技術(shù)GIS技術(shù)的卓越進(jìn)展，GPS技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)擁有連續(xù)性、精度高、自動(dòng)化、多功能、效益高、平民化等顯著特點(diǎn)，被官方和民眾普遍應(yīng)用在交通導(dǎo)航、航空攝影、野外施工、城市測(cè)量等工作中，它在城市測(cè)繪中的功能為測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)技術(shù)革命。

1.2 RTK技術(shù)

即使是即應(yīng)發(fā)展較先進(jìn)的GPS技術(shù)，也要不斷變革創(chuàng)新，RTK（RealTimeKinematic）技術(shù)就是技術(shù)人員開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型技術(shù)，它將GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合，構(gòu)成了實(shí)時(shí)定位技術(shù)，主要由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站兩部分。RTK技術(shù)利用2臺(tái)以上GPS接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，安置在已知坐標(biāo)點(diǎn)上的一臺(tái)接收機(jī)為基準(zhǔn)站A，另一臺(tái)為流動(dòng)站B，用來(lái)測(cè)定未知點(diǎn)的坐標(biāo)。因?yàn)锳具有準(zhǔn)確位置，可以求出它到衛(wèi)星距離改正數(shù)并發(fā)送給B，B根據(jù)改正數(shù)來(lái)完善其定位結(jié)果、高程、和精度指標(biāo)從而提高精度，并且加快定位速度，提高測(cè)量精度。

1.3 GPSRTK技術(shù)工作原理

隨著GPS全球定位系統(tǒng)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，傳統(tǒng)測(cè)量方式有了比較大的改變，也為實(shí)現(xiàn)高效率的測(cè)量作業(yè)和高精度的測(cè)量要求提供了技術(shù)基礎(chǔ)。RTK即動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)定位技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)定坐標(biāo)系下的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)觀測(cè)。精度要求比較高的GPS測(cè)量技術(shù)需要使用載波相位觀測(cè)值，而RTK技術(shù)所采用的觀測(cè)基礎(chǔ)就是載波相位觀測(cè)值，同時(shí)GPSRTK技術(shù)也是一種實(shí)時(shí)定位技術(shù)，觀測(cè)時(shí)間大大減少，使測(cè)量實(shí)施的效率有了較大的提高，有效降低了測(cè)量工程的成本。GPSRTK的組成部分主要包括GPS接收機(jī)、基準(zhǔn)站、流動(dòng)站、實(shí)時(shí)差分軟件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)鏈等。具體操作時(shí)要首先選擇點(diǎn)位精度比較高的GPS控制點(diǎn)作為測(cè)量作業(yè)實(shí)施的基準(zhǔn)點(diǎn)，然后經(jīng)過(guò)一點(diǎn)時(shí)間的觀測(cè)，得到基準(zhǔn)站的差分改正信息，將差分改正信息通過(guò)數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)搅鲃?dòng)站的接收機(jī)上，結(jié)合流動(dòng)站的所測(cè)坐標(biāo)，加上差分改正信息，便可以得到流動(dòng)站的準(zhǔn)確坐標(biāo)。從而得到經(jīng)過(guò)差分改正后的高精度坐標(biāo)。

2 GPSRTK技術(shù)的工作流程

2.1內(nèi)業(yè)的準(zhǔn)備工作

在正式的實(shí)施RTK技術(shù)對(duì)外業(yè)進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)該先收集測(cè)量區(qū)域的相關(guān)地形圖，然后以城市測(cè)量后的特點(diǎn)，完成內(nèi)業(yè)中相關(guān)方面的準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備的工作內(nèi)容有四點(diǎn)：首先，根據(jù)測(cè)量的工程項(xiàng)目，對(duì)工程設(shè)定相對(duì)應(yīng)的名稱。其次，如果已經(jīng)知道了坐標(biāo)方面的轉(zhuǎn)換參數(shù)，就可以輸入到手簿當(dāng)中。接著，如果沒(méi)有坐標(biāo)方面的轉(zhuǎn)換參數(shù)，應(yīng)該技術(shù)的對(duì)測(cè)量地區(qū)已經(jīng)明確的相關(guān)資料進(jìn)行詳細(xì)的整理，控制點(diǎn)應(yīng)該盡量分布在交均勻的測(cè)量區(qū)域之內(nèi)，盡可能的避免其從一端沒(méi)有限制的想另一端外推，控制點(diǎn)處在的位置與周邊的條件一定要符合GPS進(jìn)行工作的要求。最后，對(duì)工程放樣進(jìn)行有效的實(shí)施，內(nèi)業(yè)中需要輸入每一個(gè)放樣點(diǎn)設(shè)計(jì)的相關(guān)坐標(biāo)，從而方便進(jìn)行野外的實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的放樣。

2.2求定測(cè)量區(qū)域的轉(zhuǎn)換參數(shù)

這是最常使用的一種方法，城市的測(cè)量是需要在地方的獨(dú)立性坐標(biāo)系上才可以進(jìn)行的，在這個(gè)方面，一般就會(huì)出現(xiàn)WGS的坐標(biāo)與地方的獨(dú)立性坐標(biāo)之間相互轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。RTK作業(yè)的要求需要實(shí)時(shí)的提供出當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)位置，因此，坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換是十分重要的一項(xiàng)工作。根據(jù)工程方面的需要和整體方面的規(guī)劃，要求測(cè)定區(qū)域的轉(zhuǎn)換參數(shù)，可以通過(guò)GPS的靜態(tài)分布方式進(jìn)行，利用相同的點(diǎn)尋在兩種坐標(biāo)，從而達(dá)到轉(zhuǎn)換參數(shù)的目的。

3 GPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 GPSRTK技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用

控制測(cè)量屬于城市工程建設(shè)、工程維護(hù)管理的基礎(chǔ)工作，根據(jù)工程建設(shè)本身的主要性質(zhì)及工程的規(guī)模，選擇合適的控制網(wǎng)網(wǎng)型，確定相應(yīng)等級(jí)的測(cè)量精度，城市控制網(wǎng)有著精度要求高高、使用頻繁且面積比較大等特點(diǎn)，然而城市發(fā)展速度較快，施工時(shí)容易對(duì)控制點(diǎn)造成損壞，從而影響城市工程測(cè)量的作業(yè)進(jìn)度及質(zhì)量。在城市工程測(cè)量中應(yīng)用GPSRTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量，可以在測(cè)區(qū)一定范圍內(nèi)架設(shè)一定數(shù)量的基準(zhǔn)站，利用流動(dòng)站對(duì)控制網(wǎng)中的控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)等進(jìn)行直接觀測(cè)，對(duì)不能設(shè)置觀測(cè)站點(diǎn)的控制點(diǎn)，應(yīng)用傳統(tǒng)測(cè)量方法進(jìn)行控制測(cè)量，GPSRTK的測(cè)量精度比較高，與傳統(tǒng)控制測(cè)量的手段相比，利用GPSRTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量，不要求控制點(diǎn)之間必須保持通視，且測(cè)量的面積比較大，測(cè)量速度比較快，結(jié)果數(shù)據(jù)的質(zhì)量比較好，測(cè)量實(shí)施的工程費(fèi)用比較低，從而大大提高了城市控制測(cè)量的作業(yè)效率。

3.2 GPSRTK技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

利用GPSRTK技術(shù)可以進(jìn)行城市建筑物的變形監(jiān)測(cè)以及建筑物的地基沉降、位移或傾斜狀況等的監(jiān)測(cè)。由于變形體的變形比較小，相應(yīng)的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)精度要求比一般的控制網(wǎng)精度要求更高，一般會(huì)達(dá)到毫米級(jí)的要求。在進(jìn)行城市工程測(cè)量中的變形監(jiān)測(cè)時(shí)，一般來(lái)說(shuō)監(jiān)測(cè)體的體積比較大，觀測(cè)的環(huán)境比較復(fù)雜，且變形監(jiān)測(cè)的精度要求比較苛刻，這時(shí)如果采用GPSRTK技術(shù)，就可以將變形監(jiān)測(cè)的總時(shí)間化分為幾個(gè)比較小的觀測(cè)時(shí)間段，同時(shí)采用強(qiáng)制對(duì)中的措施，在長(zhǎng)度范圍小于4km的基線向量中，其測(cè)量結(jié)果的精度一般可以滿足變形監(jiān)測(cè)的精度需要。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GPSRTK技術(shù)完全可以應(yīng)用于城市測(cè)量作業(yè)中。應(yīng)用RTK技術(shù)不須布置控制網(wǎng)點(diǎn)，而且其測(cè)量誤差不互相傳遞，不積累，各種定位的結(jié)果與誤差值能實(shí)時(shí)顯示，因此在城市測(cè)量作業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

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