GPS_RTK技术在工程测量中的应用分析

李勇钢/黑龙江省煤田地质物测队

GPS_RTK技术在工程测量中的应用分析

李勇钢/黑龙江省煤田地质物测队

RTK测量技术是由数据传输技术和GPS测量技术相互结合而新出现的一种测量技术，RTK测量技术是依据载波相位的观测值产生的时间差值的GPS技术，它属于近些年来GPS测量技术当中所新出现的一种测量技术。本篇论文就对GPS的定义和RTK测量技术进行了介绍和分析，进而突出的表现了RTK测量技术的优越性，并对RTK测量技术在实际工程测量当中的运用进行了简要的探讨。

GPS；系统组成；RTK；定位；测量；应用

一、GPS定位系统介绍

（一）GPS定位系统的组成

GPS定位系统是由：空间卫星群和地面监视控制系统与接受用户这三个部分来构成的，GPS卫星群是由距离地球表面20万公里的24颗卫星所组成的，它们被均匀的设置在各自运行的轨道之上，它们之间的平面交叉角度是60度，它们的运行轨道和地球赤道的倾斜角度是55度，卫星在各自的轨道之上运行周期是11个小时零58的分钟，通过一定的科学运算之后确定采用这样的卫星分布方式和运行方式，能够确保任意地点与任意时间使地平线之上都能够接收到卫星所传送出来的电子信号。

地面控制系统是由主控站，五个监测站和三个注入站所组成的，主控站的主要作用和功能为，以GPS观测到的信息数据和各个监测站的信息数据为依据，来对卫星钟和星历相关的参数进行计算，还能够使用注入站来把信息数据注入进卫星当中；并且能够实现对卫星的控制，发送一些指令给卫星和对备用的卫星进行调度等功能。

（二）监测站的主要功能和作用

监测站的主要功能和作用为对卫星信号进行接收和对卫星的工作状态进行监测。注入站的主要功能是把主控站所计算出来的信息数据注入到卫星当中。GPS地面控制系统被设置在美国本土和印度洋与大西洋，太平洋。

GPS的接收用户是由接收机和信息处理程序与用户的相关设备所组成的，它的功能主要是接受来自GPS卫星所发射出来的信号，通过这些信号信息来进行跟踪定位和导航。

二、RTK技术的技术原理和观测技术方法

所谓的RTK技术就是把一部GPS接收机，设置在固定站之上，通过它来对所有能够监测到的卫星进行不间断的持续性观测，同时把其所观测到的信息数据利用无线电装置，将数据实时的传递给观测站用户，也就是流动站。

进而利用其的差分定位，就能够使GPS卫星在进行定位的过程当中的很多台接收设备之间共同所存在的误差，信号传递的延迟误差等多种公共误差清除或者是缩小，进而使定位的精度得到有效的提高。

PTK定位测量技术一般都是有基准站和单个或者多个的流动站来构成的。基准站通常都被人们设置在已知的地面点之上，来实现持续性的观测。对于已知地面点的选择应注意，其位置要选择在视野开阔的测区中间，其四周15度以上不能存在高大的建筑物，树木等物体，以其为原点，200米为半径范围之内不能存在信号塔，电台等能够发射强电磁波的信号源，应远离高压电线50米之外；同时其附近也不能存在面积比较大的水域和一些其他的能够对卫星信号接收产生干扰的物体。

在进行观测之前，如果对地面坐标和坐标系转换的参数进行了准确的确定，就完全可以把基准站设置在和上文中所述的条件相符合的未知地面点之上，来进行不间断的观测。把流动站分别设定在待测点之上进行观测，并使流动站和基准站二者能够同时的对卫星信号进行接收。

基准站和其所相连的电台把坐标，载波相位值，接收设备工作状态和卫星跟踪定位状态与伪距观测值等信息传输给流动站。流动站把收到的信息数据和卫星信息数据共同进行实时差分平差的运算和处理，能够对流动站所使用坐标系的三维坐标和观测信息数据进行实时的获取。

三、在工程测量中RTK技术的运用

RTK定位技术分为快捷静态定位技术与动态定位技术两种技术测量模式，把这两种定位技术互相融合的运用在大比例的野外测量绘图的信息采集，对公路中心线的定位，市政工程的测量和航拍测量成像等多个领域当中，现今此种测量技术已被广泛的运用在多个领域当中。

（一）控制测量

控制测量作为工程建造，维护管理的根本依据和基础，控制网建立的网型，准确度的标准要求和建设工程的规模和性质有着直接的联系。城市当中的控制网其具备面积覆盖面大，准确度高，使用频率高的特征，城市当中的一，二，三级导线一般都处在地形表面，随着我国城市化进程的不断加速，这些地面点往往都随着城市建设对地面的作用而遭到了破坏和影响，这就对工程进行测量的进度产生了一定的影响。普通的工程控制网面积较小，大密度的点位设置，要求其精度高。采取常用的控制测量技术，例如，边角网与导线测量，就必须使各相邻点之间能够互相通视，并且大部分要进行分阶段的来进行施测，进而使微小的误差不断积累而形成过度误差，进而导致了时间和精力的浪费，精度还不够均匀。

如果采取RTK定位技术来进行工程的测量，能够实现快速精确的实时的供给控制点，避免误差的不断积累，使测量精度均匀。和传统的作业形式作对比，各个相邻点之间只要保持在同一个通视的方向就可以，并且还具备对点位选择的约束和限制比较少，作业周期短，效果的精度较高，工程投入成本较低的优点，在进行工程施工控制网和工程勘探及变形监测控制网时采用RTK技术的优势是比较明显的。RTK技术和GPS测量技术对比来看，RTK技术能够对测量结果进行实测实收，不用在进行测量之后的数据处理，避免内业精度不符合标准要求而重复返工的现象出现，进而达到缩短作业周期和提高作业效率的目的，使功效能够提升三到五倍。

（二）碎部的测量和放样

RTK技术能够运用在地形图的测绘，地籍图和房地产界址点的测绘与施工现场的平面放样等多个行业领域当中。传统的测量技术有电子平板测图和平板仪测图技术，此类技术要对控制点进行设置，还必须是测点和测站之间可以互相通视，需要3人左右共同作业才能够完成，而采用RTK测量技术进行测量，就不需要设置控制点，只需要一个技术人员就能够完成测量作业，把测量设备到待测点上停留5秒左右，输入相对应的特点编号，以基准点为依据，就能够对地形点，界址点和地物点坐标高精度准确的测定出来。

（三）航测像片的控制测量

为了能够使影响的误差达到纠正的目的，就要对航测像片实际地点，取得高精准度的地物特点。传统获取坐标的作业方式为，设定相符合的支导线或者导线，在导线点之上使用全站式测量设备来进行测量作业。这种测量技术作业量大，劳动强度较高，作业效率较低，还容易出现较大的误差和错误。采用RTK技术来进行水平的测量能够使误差保持在正负3CM之内，高程的精度在正负5CM，能够使航测像控点的标准和需求得到满足，使用操作都很方便和灵活，作业效率高，优势显著。

[1]于建国.《我国工程测量的发展趋势和战略目标》.J.测绘通报.2012.10

[2]闫晓光.《RTK实时动态技术在地籍和房地产测量中的应用》.J.2013.09