于雷

烏魯木齊塞維新宏測繪工程有限公司 新疆烏魯木齊 836000

在施工工程測量中通常使用的儀器主要有全站儀，GPS等。全站儀，廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測量或變形監(jiān)測領(lǐng)域。GPS系統(tǒng)具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等特點。GPS-RTK主要優(yōu)點：①不需要通視；②誤差不會累計；③不受天氣影響，靠衛(wèi)星定位作業(yè)，全天候作業(yè)；④工作效率高。缺點：①需要得到當(dāng)?shù)谻ORS站數(shù)據(jù)或七參數(shù)才能轉(zhuǎn)換至當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系；②在有遮擋的地區(qū)誤差較大，有時甚至接受不到衛(wèi)星信號；③高程誤差有時較大，需要通過測量當(dāng)?shù)馗叱虜?shù)據(jù)進行大地高與正常高之間的轉(zhuǎn)換，又需要知道高程異常數(shù)據(jù)，比較麻煩[1]。

1 GPS-RTK測量的特點

GPS-RTK技術(shù)是建立在實時處理2個測站的載波相位基礎(chǔ)上的。它能實時提供觀測點的三維坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級的高精度，能夠在很大程度上彌補全站儀測量的缺點：①基準(zhǔn)站和移動站間不需要光學(xué)通視。GPS-RTK1套是由2臺主機組成的，1臺基準(zhǔn)站架設(shè)好以后固定不動，1臺移動站用來采集碎部點，2者之間不需要光學(xué)通視。②工作效率高。GPS-RTK的測量距離一般都在10km左右，所以在常規(guī)測量的時候，如果基準(zhǔn)站設(shè)置合理，可達(dá)到的作業(yè)半徑約為6km，只需要基準(zhǔn)站架設(shè)1次就可完成測量工作。且不需要前后視，節(jié)省人力。③精度均勻。GPS-RTK可快速測定圖根點的三維坐標(biāo)，并通過手簿對圖根點隨時進行檢驗，各點誤差隨機產(chǎn)生，不需要多次搬站、設(shè)站，沒有誤差積累，測點的增加對精度的影響較小。但GPS-RTK的使用也有一定的局限性：①受觀測環(huán)境的限制，對基準(zhǔn)站和移動站位置的要求較高。根據(jù)相關(guān)研究表明，衛(wèi)星的截止高度角必須大于13-15°，所以，它在遇到高大建筑物、樹木覆蓋時，就很難接收到衛(wèi)星和無線電信號，不容易出現(xiàn)固定解。而礦井地點正是在山區(qū)，樹林密集，建筑區(qū)較多，在不能滿足角度要求時會對測量造成一定的影響。同時各種高頻信號源的干擾也會對GPS-RTK測量信號的傳輸造成較大的影響。②受觀測時間影響。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，中午時段，受電離層干擾較大，且共用衛(wèi)星數(shù)少，因而初始化時間較長甚至不能初始化，較難得到固定解。在同樣的條件和同樣的地點上進行GPS-RTK測量，上午11：30之前和下午1：30之后GPS-RTK測量結(jié)果準(zhǔn)而快，而中午時分，測量就變得比較困難了。

2 GPS-RTK和全站儀在工程測量中配合應(yīng)用

2.1 使用GPS-RTK測量圖根控制點

（1）應(yīng)該選擇合適的基準(zhǔn)點。因為基準(zhǔn)站是一個架設(shè)在已知的控制點上，所以在選擇基準(zhǔn)站之時，除了應(yīng)該遵守GPS控制點的基本選擇原則之外，還應(yīng)該注意的事情主要有；①點位應(yīng)該選擇在一些位置比較高、有著較為開闊視野的地方，可以方便差分信號的傳播，及時避免信號被干擾的問題；②選擇一些交通比較方便的地區(qū)，也就是汽車可以直接到達(dá)的地方，這樣就可以方便搬移儀器[2]。其基準(zhǔn)站的位置應(yīng)該保持合理穩(wěn)定，因為GPS-RTK電臺發(fā)射信號的半徑通常是5-8km，如果其測區(qū)范圍比較大的話，就應(yīng)該考慮到差分信號的覆蓋以及其定位的精確度。

（2）注意測量圖根的控制點。在選擇基準(zhǔn)站點之上架設(shè)一些GPS接收天線，依照與之相關(guān)的操作流程，來進行對于中、整平、連接儀器等等，也應(yīng)該設(shè)置基準(zhǔn)站參數(shù)以及輸入控制點的坐標(biāo)。使用已經(jīng)知道的控制點來求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。在合適的位置上選擇圖根控制點，然后訂上木樁，并且把GPS-RTK流動站放在這個圖根點上，等到GPS整周模糊度固定之后GPS-RTK就可以開始“點測量”模式，其測量的時間通常在1min左右，然后把測量結(jié)果保存在手薄之中，在測量過程中應(yīng)該注意GPS整周模糊度是否可以接收到的基準(zhǔn)站GPS-RTK差分信號和天線類型、天線高的正確度如何。

2.2 在地質(zhì)勘探工程中的應(yīng)用

①勘探線網(wǎng)及控制測量。地質(zhì)工程勘探網(wǎng)通常是由基線和垂直于基線的剖面線組成，其間距視礦種和勘探的程度而定。觀測時如果衛(wèi)星多，外部條件好，基線可用GPS靜態(tài)模式測定。邊長5-10km的三、四等控制網(wǎng)可優(yōu)先用GPS靜態(tài)模式。邊長小于5km控制網(wǎng)線或基線，可根據(jù)具體條件和技術(shù)要求可選用R TK或快速靜態(tài)定位方法。②地形測量。RTK跟全站儀一樣，測量一個點的時間只有幾秒。但GPS-RTK不要求通視和頻繁地?fù)Q站，而且多個流動站同時工作，速度快、效率高。在大比例地形圖測繪時，如果地形段平坦，接受衛(wèi)星信號好，可用RTK采集各碎部點數(shù)據(jù)，但在地形條件不理想的情況下，采用全站儀配合RTK采集碎部點較好。③工程點的放樣測量。在地質(zhì)工作中，通常有鉆孔、探槽、探井、坑口的放樣工作，在GPS-RTK沒有出現(xiàn)之前，工程點的布設(shè)通常用全站儀極坐標(biāo)測設(shè)，這種傳統(tǒng)的定位方法，費時費力且點位誤差大。現(xiàn)在利用GPS-RTK定位技術(shù)，一個就可操作，速度快、精度高[3]。

2.3 處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)

在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理以及成圖上，把采集到外業(yè)數(shù)據(jù)第一時間傳輸?shù)接嬎銠C上，通過處理的數(shù)據(jù)將其轉(zhuǎn)換成為南方CASS7.0展點格式，然后在做好展點處理，同外業(yè)繪制的草圖進結(jié)合，然后做好編輯成圖，地形圖依照比例尺1：1000，平面是1954年北京坐標(biāo)系，測量范圍通過委托方來提供。實地檢查測量成果時，把編輯好的成果圖帶到測量現(xiàn)場做好檢查工作，這就可發(fā)現(xiàn)是否在工作中出現(xiàn)漏測的地物以及區(qū)域，尤其是一些的比較特殊的物體，比如說電力線之間是如何進行的連接。如果要求進行補測的話，就應(yīng)該把補測數(shù)據(jù)以及圖形分別存在另外一個文件中，同時對地形圖進行修改或者是補繪。

3 結(jié)語

全站儀和GPS-RTK配合使用的優(yōu)點如下。①GPS精度滿足條件的情況下長距離引點為全站儀作業(yè)提供基礎(chǔ)測量控制點。②GPS和全站儀同步作業(yè)時，GPS-RTK在一個基站點上為全站儀測量對點和檢查點，使全站儀作業(yè)避免了連續(xù)的轉(zhuǎn)站，消除了誤差的連續(xù)積累，同時對放樣點進行了校核和檢查。③全站儀的測量功能彌補了GPS因衛(wèi)星信號及基站電臺信息接收不正常而不能正常工作的缺點。④兩種方法的結(jié)合使用，節(jié)省了費用，提高了工作效率。在傳統(tǒng)測量中全站儀起著至關(guān)重要的作用，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在GPS越來越能代替全站儀的功能，提高工作效率的同時提高精度，但是全站儀在某些方面還是有著不可替代的作用，比如隧道和礦井中，這是GPS幾乎不可能做到的，所以現(xiàn)在的工程中都是把兩者結(jié)合使用，最大限度地發(fā)揮出兩者的優(yōu)點，提高測量的精度、速度、效率和節(jié)省人力物力，希望這兩者的結(jié)合能帶給我們更多的便利。