GPS-RTK技术在工程测量中的应用研究

GPSRTK技术在工程测量中的应用研究摘要：在基础工程建设的快速发展背景下，其相应的工程技术也要改进与提升以跟随其发展的步伐，这其中工程测量技术的应用要求就在不断提升与发展。GPSRTK动态定位技术就是顺应时势而产生。本文主要探讨研究在工程测量中，GPSRTK技术的具体应用之法及其特点等。关健词：GPSRTK技术；工程测量；应用众所周知，GPS定位在交通导航中应用十分广泛，而它在工程测中也起着十分重要的作用。基于目前的现状，在工程基础测绘方面，GPSRTK技术是一个创新，它不仅有GPS的特点，还对测量提供相应的定位结果，在对工程测量的方法应用上具有突破意义，是GPS定位技术的又一种拓展。一．GPSRTK技术的定义与组成GPSRTK技术是一种建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位技术，它可以实时地提供测站点在指定坐标中的三位定位结果，其测量精度可以达到厘米级。实时动态载波相位差分GPS系统由基站，数据通讯链流动站以及支持动态差分的软件系统共同组成。在静态相对定位测量作业应用GPSRTK技术，能够对多种高精度要求的测量工作进行控制测量，并实时地获得定位结果与其精度数据，大大提升了测量效率[1]。二．GPSRTK技术的基本工作原理首先，基准站接收机设在位置点上连续接收可视的GPS卫星信号，通过基准站电台，也就是数据通讯链将测站点坐标，载波相位观测值，伪距观测数值，卫星跟踪状态以及接收机工作状态等发出，而流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据链，经过差分处理求解载波相位整周模精度，得到基准站和流动站之间的坐标差值，再加上基准站的坐标就能够得出流动站的WGS84的坐标，然后再通过坐标转换得到流动站每一个测点的地方坐标系的平面坐标x,y和高程坐标h。GPSRTK技术的关健就是数据处理与传输技术，而基准站一般设立在已知点上，这个点位通常位于测区中心，要求视野开阔，周围并无高大障碍物，远离电磁信号与大面积的水面。三．GPSRTK技术在工程测量中的作业流程GPSRTK技术在具体工程测量应用中，按照一定规范的作业流程来进行操作，是保证测量效率与效果准确性的首先前提。其具体作业流程主要分为以下几点：1.实施有效的资料收集整理，按照工程测量的技术要求，收集测量区域内等高级控制点信息，通过检测以保证起算数据的可靠性与准确性。2.设立基准站，一般情况下基准站应该设置在比较开阔的环境中，并科学合理地确定基准站坐标与坐标精度。3.设立流动站，这是第三个步骤，同时为保证测量精度，流动站电台应该是内置接收电台，并在开始测量之前进行对流动站的初始化，与此同时，要保持能够同步观测到五颗或五颗以上的卫星。4.转换坐标系统，在GPS系统测量中，其坐标为WGS-84坐标系，而在工程测量中，一般较多用到的是地方坐标系，这就要求转换坐系标系统以统一坐标参数。5.测量定位，在坐标转换准确无误之后就可以在规定区域地方内进行工程测量工作，实施GPSRTK技术的具体应用[2]。四．GPSRTK技术在工程测量中的具体应用方法GPSRTK定位技术具体的测量模式可分为动态定位与快速静态定位两种模式，结合这两种测量模式，使得GPSRTK技术在实际的工程测量中，对于控制测量，碎部测量，施工放样，变形监测等领域有着非常精确的测量结果。1.控制测量控制测量作业是基于工程建设，工程管理以及工程维护的重要基础工作，按照工程的性质与规模选择控制网的网型与测量的精度。在各大城市中，其控制网精度高，应用频繁并且面积大，由于城市建设速度快，在具体施工时容易引起控制网导线损坏，严重影响到工程测量进度与质量。而运用GPSRTK技术施行控制测量，能够在测量区域内架设机基准站与应用流动站以对每个控制点高程及平面坐标等进行直接测量，针对不容易设置站点的控制点应用交会法等间接测量方法进行控制测量。2.施工放样工程放样是工程测量的一个应用分支，这种技术方向迅速，方便灵活以及精准。它要求按照一定方法并利用测绘仪器把设计好的点位在实地标出来。在传统放样中，一般要放样出一个设计点的点位往往要来回移动目标，而且要几人同时合作作业，效率低并且对通视条件有限制，但是采用GPSRTK技术仅仅只有一个工作人员将设计好的实点位坐标，曲线转角，半径等点位信息输入到电子手薄中，拿着GPS接收机就可轻松完成工作。3.地形碎部测量利用GPSRTK技术进行碎部测量具有采集速度快，测图难度低，测量质量好等特点。在传统的碎部测量工作中，需要布设控制点并要求测站与所测点保持可见通视，这种测量工作需要两三个人共同合作才能完成，利用GPSRTK进行测图，不需要这些布置，只一个工作人员携带仪器在碎部点位置输入特征编码，通过测图软件，绘制出地形图。另外采用RTK技术配合电子手薄还可以测量各种比例尺的铁路线带，公路管线地形图等，也可以配合测探仪用于测量水库地形图或者测绘航海海洋图等[3]。4.变形监测GPSRTK技术的变形监测主要工作内容是为建筑物的地基沉降，位移或倾斜状况等的监测。针对变形监测网的高精度要求，应用GPSRTK技术将监测时间分为几个时间段，应用强制对中的措施，在长度范围小于四千米的基线向量中进行变形监测。5.用地测量在建设用地勘测定界测量中，GPSRTK技术可以实时地测定界址点坐标，确定土地使用的界限范围并计算用地面积，在土地分类及权属调查时还可测量权属界限以及土地分类等。五．GPSRTK技术在工程测量中的技术应用特点GPSRTK技术在工程测量中发挥着重要的作用，不仅提高了测量工作的效率与精准度，在测量工作中还有不少技术特点，主要表现在五个方面。1.GPSRTK技术定位测量精准度高，只要在相应的作业范围内测量，一般是半径等于或大于四千米的范围，RTK的平面精度与高程度精度都能达到厘米级。2.测量工作效率高，由于GPSRTK技术在一定范围内测量能保证精准度，这相应地便减少了传统测量时所需要的控制点数量，并且移动站只需要一人便可操作，因此这种技术的运用使测量工作效率得到提高，并且劳动强度低。3.测量工作操作简单，现在的设备仪器一般都有中文菜单，只要在设站时进行简单的设置，就可方便地获得二维坐标，而且其数据的输入输出，存储处理以及转换的功能强大，可以更好地与计算机及其他一些测量仪器进行通信使用。4.不受环境时间限制，可以全天候作业，与传统的测量受通视能见度条件，以及天气气候季节等条件限制相比较，GPSRTK技术测量不要求基准站与移动站间的光学通视，因此其测量工作变得简单方便快捷，而且确保了高精度的要求。5.GPSRTK测量技术自动化与集成化，并且数据处理的能力强，RTK可以进行内外多种测量作业，而移动站利用专业软件控制系统，减少人工干预可以实现自动测绘功能[4]。六．GPSRTK技术在工程测量中的局限性GPSRTK技术的局限性不在其本身，而在于整个GPS系统，其主要可分两方面：1.卫星的限制，只要最少可以观测到五颗以上的卫星就可以做RTK测量，其精度仍然优于标准精度。2.反射物的限制，在有面积反射物的地方RTK就无法定无法定位，比如高层建筑附近，森林茂密的山地等地方。3.没有图形约束，缺乏多余的观测方法，需要从侧面，侧中，侧后的固定点校核提高其可靠性。结束语我国基础工程的不断建设发展，工程测量技术相应地也要跟随提高，GPSRTK技术在测量作业时体现出的高精度，高效率正是目前施工建设时所需要的，而随着这种技术不断被开发应用，其在工程测量中的作用体现得越来越明显，本文通过介绍这种技术工作原理与流程，以及它的应用措施方法等，相信会对工程测量时的工作有所帮助！参考文献：[1]刘发明.GPSRTK技术在工程测量中的应用浅析[J].中国地名,2013,11:58-59.[2]杨浩.浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用[J].科技致富向导,2013,03:170.[3]莫日根,李淑娟.GPS-RTK在工程测量中应用及其技术特点[J].中国非金属矿工业导刊,2013,01:61-62+60.[4]李刚.浅论GPS(RTK)测量在工程测量中的应用[J].甘肃科技,2011,23:49-50.