关于GPS-RTK技术在工程测量中的应用思考

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年7卷4月第12期   作者:姜延丹
[导读] GPS-RTK技术和我国传统的工程测量技术相比较,其测量精确度较高,且在实际的工程测量过程中,所需要的测量时间较短,操作较为简短,
        姜延丹
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        摘要:GPS-RTK技术和我国传统的工程测量技术相比较,其测量精确度较高,且在实际的工程测量过程中,所需要的测量时间较短,操作较为简短,因此,在我国工程测量工作中的应用水平也越来越高。为此,我国相关工程建设单位需要加强对GPS-RTK技术的投入,充分发挥GPS-RTK技术的优势作用,提高工程测量工作的水平,进而促进工程的顺利施工。
        关键词:GPSRTK;工程测量;应用;城市测量
        工程项目在正式开始建设之前,需要先对工程区域、桥梁结构以及地质条件进行测量,以此来促进工程建设的顺利进行,测量工作主要包含着工程的定线测量、地形测绘、放样以及施工管理等工作,通过应用GPS-RTK技术可以有效提高工程测量结果的精确度,满足当前的工程测量工作的要求。
1GPS-RTK技术原理
        GPS测量定位的原理是:利用GPS接收机接收来自卫星的信号,测得接收机与卫星之间的距离进行空间后方交会,从而得到接收机的位置。RTK测量系统,是GPS测量技术与数据传输技术的结合,是GPS测量技术中的一个新突破。RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术,是GPS测量技术与数据传输技术的结合,是GPS测量技术中的一个新突破。RTK定位系统由基准站和流动站组成,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机作为参考站,对卫星进行连续观测,流动站上的接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据,计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。通过实时计算的定位结果,便可监测基准站与流动站观测成果的质量和解算结果的收敛情况,实时地判定解算结果是否成功,从而减少冗余观测量缩短观测时间。
2RTK技术在工程测量中应用
        RTK定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式,两种定位模式相结合,在工程测量中的应用可以地形图测量、控制测量、碎部测量、施工放样等各个领域。
        在地形图测绘中,RTK技术的应用使测图更加的方便。用RTK测图,可不用布设图根控制点,仅依据少量的基准点,即可直接测定地形地物点坐标和高程数据,使用起来非常的方便和快捷,精度也高。采点速度快,比传统的测量方法更加省时,省力,即提高了效率,又节约了人力,物力。取得了可靠的平面及高程成果后,在流动站接收机中建立可靠的平面及高程转换关系。基准将站架设在一已知控制点,设置好基准站。在进行测量前要校核部分控制点的静态平面成果及水准高程成果,在误差范围内即可进行图根控制点加密及外业的碎部测量了。
        流动站的操作只需一人,绘图人员随着现场画草图,可以很直观地了解整个测区的地形及地貌。所有数据全部存储在流动站接收机的PC卡中,避免了以往报、听、记录数据中可能发生的差错,保证了数据采集的完全正确性。
        控制测量为满足城市建成区和规划区测绘的需要,城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点,城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面,随着城市建设的飞速发展,这些点常被破坏,影响了工程测量的进度,如何快速精确地提供控制点,直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量,要求点间通视,费工费时,且精度不均匀。GPS静态测量,点间不需通视且精度高,但需事后进行数据处理,不能实时知道定位结果,如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术,无论是作业精度,还是作业效率上都具有明显的优势。

用地测量在建设用地勘测定界测量中,RTK技术可实时测定宗地界址点坐标,以及确定土地使用界限范围,计算用地面积,确定宗地位置、用途在土地分类及权属调查时,应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测,提高了测量速度和精度,为土地管理部门对土地的相应管理打下了坚实的基础。
        GPSRTK技术可应用于测绘房地产的界址点、平面位置的施工放样、测绘地形图、地籍图等。传统的电子平板测图、平板仪测图,需要仔细布置图根控制点,并要求站与测点之间能通视,完成测量工作需至少3人以上操作。如果直接用GPSRTK技术测图的话,可以省略布设各级控制点,图时只需背着仪器到测点上停止3秒钟并即时输入该点特征编码,依据一定数量的基准点,便可以高精度并快速的测定界址点、地物点、地形点的坐标。在室内绘图时只需把区域内的地形、地物特征点的数据传入计算机,即可由绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息,采集速度快,大大降低了测图的难度,省时省力。采用GPS—RTK技术进行放样,需将测量相关参数,如放样起点终点坐、半径、曲线转角等输入GPS—RTK的外业控制器即可。该技术放样方法灵活,既可以按桩号放样,也可以按坐标放样,并能够随时互换。放样过程中,仪器屏幕上有指示偏移量和偏移方位的图标,非常方便前后左右移动调整到误差小于设定值。每个点位的测量都是独立的,因此不会产生累积误差,各点放样精度趋于一致。
        下面以某城区地籍测量工程中RTK测量技术的应用为例,阐述该技术的应用情况。该城区为工业区和居民生活区,城市建构筑物密集,交通繁忙,无线电信号复杂,街道两旁树木密集。本次需测量的宗地地块遍布整个城区,总测量面积约2km2,分布区域近3km2,权属关系复杂,用地种类较多,宗地数目多,权属界址点数量大,采用常规测量手段施测十分困难,很难在短时间内完成所有宗地的权属界址点测量工作,以满足宗地权属单位对地籍测量工作的要求。
3GPS-RTK技术的影响因素与不足之处
        影响数据链的稳定性均会影响作业精度,有以下几个方面:
        (1)基准站的选址;(2)基准站电台本身的发射性能;(3)仪器GPS信号发射、接收天线的性能;(4)设备的架设,尤其是GPS天线与电台发射、接收天线的架设;(5)环境电磁信号的干扰。
        在RTK测量作业时一定要注意:(1)基准站要具有一定的高度,且要远离各种干扰源。由于GPS基准站台采用高频发射,通信信号以直线传播,折射能力非常弱,基准站发射电台应尽可能高于接收机。(2)电台的设置一定要符合标准与规范。(3)仪器出厂时,天线长度是按最小频率要求设置的,当发射频率增大时,要相应调整天线的长度。在更改电台频率时,必要时调整发射天线长度。检查基准站信号发射天线与发射频率的匹配性。(4)正确调整解频器的配置。调整解频器高效保真地发射、接受定位信号,以形成基准站与流动站之间的安全信号通道。GPS—RTK测量技术在工程测量中的应用大大提高了测量的效率,但也存在不足之处,主要有包括:(1)观测时,要求测站上空必须开阔,周围无磁场的影响,确保接收GPS卫星信号不受干扰,否则将影响到数处理和传输;(2)在城市高楼密集区,或其卫星接收条件不好的地方,只能通过常规方法补测;(3)高程测量。
4结语
        大量应用实践证明,应用GPS-RTK测量技术改变了传统测量模式,大大降低了劳动强度,简化了数据处理过程,提高测量效率,使得多人几天才能完成的工作在1个工作日就可以轻松完成,较常规技术有不可比拟的优越性。GPS定位系统为民用导航、测速、时间对比和大地测量、工程勘查、地壳检测等众多领域,展现了极其广阔的应用前景。GPSRTK技术作为一种不断完善的新技术将在未来测绘领域中发挥越来越大的作用。
参考文献
[1]田薇.工程测量应用GPS-RTK技术的分析[J].居舍,2018(10).
[2]刘琳琳.基于RTK测量技术在工程测量中的应用[J].农家参谋,2018(6).
[3]张松景,韩喜峰.GPS-RTK技术在工程测量中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2016,6(14):130.
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