GPS实时动态(RTK)测量在工程测量中的应用研究 郑娟娟

GPS实时动态（RTK）测量在工程测量中的应用研究郑娟娟

发表时间：2018-05-18T10:59:03.090Z 来源：《基层建设》2018年第2期作者：郑娟娟

[导读] 摘要：GPS-ＲTK技术是基于GPS技术的高精度定位方法，能够快速获取测量领域定位数据，测量精度较高。

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摘要：GPS-ＲTK技术是基于GPS技术的高精度定位方法，能够快速获取测量领域定位数据，测量精度较高。通常GPS由动态和静态两种方法构成，对精度要求较高，通常为厘米级。该技术是利用载波相位动态实时差分方法实现测量精度的提升，在控制测量、地形测图、工程放样等方面应用效果较好。

关键词：GPS实时动态（RTK）测量；工程测量；应用

1GPS-RTK测量技术概述

1.1GPS-RTK测量技术的优势

GPSRTK技术工作可以GPS定位，大大改变测量方法，实现快速和高精度测量提供技术支持。RTK是载波相位差技术，可以实时测量指定坐标系的三维坐标。实现高精度GPS测量技术需要应用载波相位观测值，而RTK技术基于载波相位观测值基于实时动态定位技术，测量精度可达到厘米级。

1.2GPS-RTK测量技术的工作原理

在静态相对定位测量操作中使用GPSRTK技术，可以对各种高精度测量要求进行控制操作测量，并实时获取定位结果和精度，大大提高测量效率。GPSRTK组件包括GPS接收机、基站、移动台、实时差分软件系统和数据链路。选择精确度更高的控制点作为测量操作的基准，基站的GPS接收机，卫星连续观测以及通过数据链路获得的观测数据和坐标信息到流动站。流动站同时接受卫星信号和基站数据，应用软件系统，差分和平方处理，以获得三维坐标和精度的流站实现工程测量。

2GPS实时动态测量的流程与作业

2.1收集数据资料

为了提高测量的精度以达到工程测量的需求，必须根据工程测量需要对已知数据资料进行收集，包括图纸和控制点的坐标数据等；对测量区域内的条件和环境等进行分析，查看是否适合应用实时动态（RTK）测量技术进行测量。并对收集到的控制点坐标的准确性进行检验，保证结果的准确性，避免对后期的测量工作产生不利影响。

2.2设置基准站和流动站

通常基准站的设置需要假设基准站设备，虽然测量不受通视条件的限制，但数据信号发送和接收会受到外界环境的遮挡，必须要将基准站架设在空旷的区域，保证视野开阔，不受建筑物和大树等影响；要对控制点数据进行审核，量取天线高等，并多次测量天线高取平均值。流动站设置需要初始化处理，根据基准站等设置好控制点坐标、坐标系和其他要求等。

2.3选择合适的坐标系统并根据具体区域进行转换，尤其是对坐标系参数的设置，以保证测量过程中的数据适合当前的坐标系。设置完后即可开始测量，测量人员根据测量要求，对需要测量的点位进行测量即可。

2.4通过后期差分软件对测量数据进行平差处理，并对解算的结果进行分析，摒除错误数据等。

3GPS-RTK测量的类型

3.1临时基站RTK测量

作为一种常用的测量类型，临时基站RTK测量技术的有效应用，可以获得精确度较高的测量数据。当然，前提是要有效地设置临时基站进行RTK测量。具体做法如下。

1）基准站的观测点位选择和系统设置。基于以往的测量经验，可以确定测站位置的选择对观测数据质量和无线电传播有一定的影响。为了避免测量工作受到负面因素的影响，应科学地选择基准站的观测点位并合理地设置系统，即根据工作任务慎重选择基准站的观测点位。还要按照相关标准化要求，科学地建立项目和坐标管理系统、选择适合的GPS-RTK工作方式、准确输入基准点坐标等。

2）流动站GPS的设置。因流动站GPS能接收基准站的信号，所以在测量过程中，流动站GPS是非常重要的组成部分。相关工作人员应按照相关要求合理地设置流动站GPS，即对流动站电台频率、GPS-RTK工作方式、项目和坐标系统等方面予以良好的设置。

3）中继站电台的设立。对于中继站电台的设立也不能忽视，需要相关工作人员按照标准要求，合理地设立。

3.2网络RTK测量

所谓网络RTK测量，是利用基准站的载波相位观测数据，与流动站的观测数据进行实时差分处理，并解算整周模糊度。与临时基站RTK测量有很大的不同，网络RTK测量不需要架设基准站，只要保证相关技术充分发挥作用，就可以使其具有较高的适用性。

4GPS-RTK技术在工程测量中的应用

4.1控制测量

对于大型建筑物如大型隧道、桥梁、30km以上道路等可利用GPS静态定位技术建立控制网。而ＲTK动态测量可对公路工程进行放样。在工程实际作业中，ＲTK定位精度完全可以满足外业放样要求，并且测量点位之间也不要求通视，极大提高了测量效率。在道路放样中使用时，采用合理的数据链方案，提高长边静态测量精度，而且用户在实际测量中，可以依据需求决定测量是否继续进行。

4.2线路勘测

线路勘测方法是否合理对勘测结果会产生直接的影响，所以线路勘测中必须选择合理的勘测方法，确保勘测工作的合理。具体勘测中，要充分利用原路基。应用ＲTK技术时，可选择车载流动站，然后选择已知点作为参考站，沿着原路中线对数据进行采集。在地形图上，作业人员完成定位后，采用电子账簿计量，并且要确保中桩点坐标数据、计量数据的准确与合理。按照ＲTK系统的具体要求进行放点定位，避免误差过大，误差要控制在允许范围内，确保测量数据的准确性。

4.3城市控制网络具有精度高、应用频繁、面积大的特点。

但是，城市施工速度较快，施工中控制线容易损坏，影响工程勘察的进度和质量。在一般项目中，控制网络的高精度要求。应用GPSRTK技术来控制测量，可以在测量区域设置基站，应用移动站对每个控制点的仰角和平面坐标，如直接测量，对于现场无法设置控制

点，应用交叉法间接测量法控制测量。GPSRTK精度更高，与传统的控制测量方法相比，GPSRTK控制测量达到了，不需要点和点保持视野，而且覆盖面积大，测量速度和精度更好，项目成本低，从而提高操作效率。

4.4碎部测量

在传统破碎部分的测量操作中，需要设置控制点并要求车站和测量点维持可视化，测量的实现需要两三个人完成协作。应用RTK映射，无法设置控制点，只有一个工作人员携带仪器在破损部分的位置输入特征码，通过映射软件，绘制地形图，破坏部分测量只需输入折点坐标及其属性信息输入，采集速度非常快，映射难度低，测量质量更好。

4.5施工放样

在使用RTK进行放样的工程测量中，只需要放样参数，如放样起点坐标、放样终点坐标、曲线角度和半径参数，例如输入到RTK控制器，就可以进行构造。RTK放样方式灵活，支持站放样和配套放样，并在放样过程中，可有效控制误差，消除累积误差，保证放样精度。 5工程测量实例 5.1工程概况

该测量工程全长超过30km，线路总体呈南北走向，沿途与农田、河流、荒山、公路等交叉。因为该线路的通视条件相对较差，所以利用GPS-ＲTK系统及全站仪进行线路测量。

5.2作业特点

对该工程线路进行测量时，首要原则是测量准确性必须要满足测量规范要求，进行放样测量中，测量点的设置要和设计要求相符。一般情况下，平面测量作业时，要将误差控制在10cm以内，高程误差控制在5cm以内。由于放样测量工作本身具有复杂性特点，且工程基本都处于地形相对复杂的地区，所以对测量技术、施工技术等的要求比较高。测量方法选择必须合理，ＲTK系统应用中，数据处理也要符合数据定位、传输的要求，最终目的是确保所测量数据的准确性。

开始测量前，首先将测区划分为多个区段，然后分区段进行测量。具体测量时，对坐标系中的数据用软件进行求解，只有这样才能保证坐标系内的各项参数准确性较高。具体放样测量时，先要明确测量段的具体位置，然后分别在测量段设置基准数据站，实现对坐标系内各项参数的转换。基准站接收的数据和流动站接收的数据要确保一致。测量完成以后，按照测区的地理条件、地形特征，合理控制测量结果与测量质量，保证测量工作的有效性。

5.3测量结果精度评价 GPS天线的对中误差、基准站点位精度误差、模糊度解算误差等对ＲTK放样结果的精度都会产生影响。所以为了确保测量的精度，需要对以上几方面的误差进行有效控制，测量流动站内的放样数据，然后利用GPS对控制点进行比测得出，线路放样作业中应用ＲTK系统，点位的精度非常高，可以达到厘米级，和传统测量方法点位之间不会出现误差积累，在放样测量中完全满足精度要求。

总之，RTK测量技术是一种先进的测量技术，可为测量工作带来极大地便利。通过测量实践表明：使用RTK测量可以提高效率和降低成本；在高精度的情况下，可以结合全站仪（或水平仪）方式进行测试，克服“通视条件”，“测站测定”等制约，大大降低了测绘人员的劳动强度，加上目前仪器的价格相对较低，已成为测绘仪器首选设备。

参考文献：

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