GPS RTK技术在工程测量中的应用

摘 要：本文从概述GPS RTK技术出发，探讨了GPS RTK技术在工程测量中的实际运用，包括控制测量、线路中线定线、建筑物规划放线和用地测量几个方面，最后指出GPS RTK技术在工程测量中的应用的优势。以期为相关的理论研究和具体的实践工作提供一定的借鉴。

关键词：GPS RTK技术；工程测量；应用

1 GPS RTK技术概述

1.1 GPS RTK技术的工作原理

GPS RTK技术作为GPS测量发展路程中的里程碑，主要包含GPS接收机、软件系统和数据传输系统三个部分组成。这项技术的工作原理是，在多于两台GPS接收机的条件下，至少一台为基准站，一台为流动站，开展同时工作，充分利用载波相位差分技术对于两个测站的载波相位观测量进行实时处理。GPS RTK技术的技术基础是实时动态定位技术的载波相位观测值，对于指定坐标系中的三维定位结果进行实时提供，并且实现到厘米级别的精确程度。将基准站接收机固定在一个点上，利用基准站系统进行原始卫星数据的采集，并且通过串行接口进行无线电的发射，在发射之后，利用发射电台广播原始数据。与此同时，利用流动电台进行基准站GPS原始数据信息的接收，然后电台通过串口将所收到的基准站原始信息传送到流动站接收机。在GPS RTK的作业模式下，基准站主要通过数据链的形式，实现观测值和观测站坐标信息到流动站的传递。流动站主要承担两项任务，一方面是利用数据链进行来自基准站数据的接收，另一方面是对GPS的观测数据进行实时采集，并且在系统内部实现组成差分观测值的实时处理。与此同时，厘米级别的定位结果也需要给出，整个过程历时不超过一秒钟。

在GPS RTK工作模式下，流动站既可以处于静止状态，又可以处于运动状态。可以选择在固定的点上进行初始化作业，并且在此基础上开展动态作业，也能够在动态条件下实现直接开机，并且在动态环境下搜索求解周模糊度。

1.2 GPS RTK的构成

GPS RTK主要包含以下三个部分。首先，是GPS接受设备。因为双频观测值有着精度高、速度快的特点，能够准确迅速地进行整周未知数的解算。在基准站以及用户站上，都需要进行双频GPS接收机的设置。因此，当基准站为多个用户提供服务时，需要将接收机的采样率与用户接收机的最高采样率保持一致。其次，是数据传输设备。数据传输设备又称为数据链。主要由基准站的无线发射电台和用户设备的接收机两部分组成。在对数据传输设备的频率和功率进行选择的时候，需要考虑用户站和基准站的距离以及环境质量、数据传输速率等因素。最后，是软件系统。对于软件系统的质量和功能开展实时动态检测，能够切实保障动态测量的可行性以及测量结果的可控制性和精确性，实现测量效果的提升。

2 GPS RTK技术在工程测量中的实际运用

GPS RTK技术是一种常用的GPS测量方法。在传统的工程测量中，比如静态、快速静态、动态测量等方式，要想获得厘米级的精度，必须开展事后计算。但是在GPS RTK技术工作模式下，不需要通过事后计算，可以在野外实时测量中获得厘米级的定位精度。载波相位动态实时差分方法是其主要的技术依托。它的出现促进作业效率的提升，为工程放样、地形测图等方面都做出了很大的贡献。

1）控制测量。为了实现城市建成区和规划区测绘需要的满足，城市控制网大多具备控制面积大、精度高、使用频繁等特点。在城市的一、二、三级导线方面，大多都处于地面的位置。随着城市建设的迅猛发展，导线点非常容易遭到破坏，大大影响工程测量的进度发展。因此，如何快速获得精确的控制点，是提升工作效率的关键。在导线测量等常规测量中，点间通视是必备的要求，既费工又费时，而且经常存在精度不均匀的现象。GPS静态测量中，点间不需要实现通视，而且能够保持连贯的高精度，但是仍然存在数据采集时间长，需要事后处理等缺点。除此之外，在静态测量中，实时定位效果无法得出，一旦发现精度不能够完全符合要求，就必须进行返工操作。而GPS RTK技术的运用则能够很好解决以上问题，不管是从作业精度上来讲，还是从作业效率上来说，都有着非常明显的发展优势。2）线路中线定线。当GPS RTK技术在市政道路中线和电力线中线的放样过程中时，放样工作能够实现单人完成。只需要将线路的终点坐标、曲线转角、半径等线路的相关参数输入到GPS RTK的外业控制器中，就能够实现放样工作的开展。在进行放样时，方式较为灵活多变，而且能够开展随时转换，在桩号和坐标两种方式之间进行任意的选择。在进行放样时，能够在屏幕上发现有箭头指示的偏移量和偏移方位，能够有效开展前后左右移动，实现误差的缩小。3）用地测量。在对建设用地的勘测定界测量过程中，GPS RTK技术的运用能够对定界址点的坐标进行实时测定，实现土地使用界限和范围的确定，并且在此基础上进行用地面积的计算。在开展土地分类和权属调查工作时，GPS RTK技术的应用能够促进实时测量权属界线以及土地分类修测活动的开展，为测量速度和精度的提升做出很大贡献。

3 GPS RTK技术在工程测量中运用的优势

比起传统常规的测量方式，GPS RTK技术存在着以下明显的优势。首先，测量精度较高。在小于五十千米的基线上，GPS RTK技术的相对定位精度能够达到1×10-6。其次，在测站之间，无需进行通视。再具体的测量工作中，只需要根据实际情况进行点位的确定，提升选点工作的灵活性和方面快捷程度。再次，观测时间较短。对着GPS测量技术的不断完善和发展，在开展GPS测量的整个过程中，静态相对定位每站只需要二十分钟左右，动态相对定位仅仅需要几秒钟。最后，能进行全天候的作业。因为GPS的卫星数目较多，而且分布较为均匀，所以能够保证不同时间和地点的连续观测和记录。

4 总结

研究GPS RTK技术在工程测量中的应用的诸多问题，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1] 叶积龙，张维宽.关于GPS RTK技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程，2012，31（10）：183.

[2] 牛洪柳.GPS-RTK技术在工程测量中的应用研究[J].山西建筑，2012，38（3）：222-223.

[3] 黄燕明.GPS-RTK技术在工程测量中的应用研究[J].中国新技术新产品，2012，（5）：1-2.

作者简介：高永涛，硕士，陕西能源职业技术学院地质测量系助教，研究方向：精密工程测量。