GPS RTK技术在工程测量中的应用探索

王统洲

摘要：工程测量结果的精度与准确性关系到工程建设工作能否顺利进行，因此要注意应用先进的测量技术提高工程测量水平。GPS RTK技术是常见的工程测量技术，本文分析了GPS RTK技术的特点，包括可实现全天候观测及测量操作简便等；同时结合工程实例深入探讨了GPS RTK技术在工程测量工作中的应用情况，包括内业准备与参数转换方法，基准站选定及RTK施测方法。

关键词：工程测量 GPS RTK技术 应用 探索

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0206-01

工程测量包括地形测量、控制测量、施工测量及竣工测量等，是开展工程建设工作的前提条件，只有做好工程测量工作才能够获得建设过程中所需的各类图纸或数据资料[1]。为了保证工程测量的精确性及提高测量质量，则需要合理应用测绘技术。本文结合实践经验对工程测量中应用GPS RTK技术的情况进行了分析，旨在推广使用GPS RTK技术。

1 GPS RTK技术的特点

GPS RTK技术指的载波相位差分测量技术，该技术的基本测量原理为，利用基准站中的GPS接收机连续观测可见GPS卫星，同时采用无线传输设备将观测数据发送到观测站。在观测站接收到基准站发送的数据后，便可以依据定位原理计算流动站精度及三维坐标。在实际的工程测量中发现GPS RTK技术具有以下特点：（1）可保证测量过程的透明性、直观性及测量成果的动态性、实时性。例如，可以获得实时坐标数据，并监测定位精度，有效解决快速成图及三维动态放样等问题[2]。如下图1。（2）如GPS卫星观测条件较好，最短可在2s～5s内获得精度较高的三维坐标点。如测点接收到的GPS卫星信号≥4颗，则观测作业不受到时间限制，可实现全天候观测；另一方面，各站之间可互相独立，无需实现通视，因此可避免误差积累及传播。（3）GPS RTK技术还具有智能化程度高的特点，测量操作简便，只需对中及整平天线，测量天线高度及将电源打开便可以实现自动化观测。

2 GPS RTK技术在工程测量中的应用

2.1 工程概况

某水库工程是某市供水基建项目，在规划建设水库工程前需要测量库区地形状况，工程位于丘陵地区，测区面积为20Km2，海拔高度在65m～130m之间，山上长有许多高大树木，且草丛灌木较为密集，测量的通视性较差。在了解本工程的实际情况后决定采用GPS RTK测量技术，测量中采用的地形图比例为1：1000，测量工期为65d。在采用GPS RTK技术进行测量之前，已经收集好以下资料：4个D级GPS点，2个国家二等三角点，5个国家一等水准点，将水准点、三角点、GPS点作为工程测量高程控制及平面控制的起算点。此外，本工程在测量中所采用的高程系统为1956年的黄海高程系统，使用的坐标系为北京1954坐标系；图幅分幅为55×55矩形分幅，基本等高距为1.5m。

2.2 实际应用情况

2.2.1 内业准备与参数转换

内业准备与参数转换情况如下：（1）内业准备。利用野外踏勘资料及地形图资料做好相应的内业准备工作，首先对控制点的资料进行整理，尽量在工程测区周围均匀布设控制点，保证已知点可以全面包围控制点，同时避免所测点被无限制外推。在本工程中各个控制点所在的位置及控制点周围的环境条件均与GPS RTK观测作业要求相符。在放样阶段，及时将放样点坐标输入内业管理系统，以保证在野外实现准确放样、实时放样。放样工作完成后便可以根据工程测量需要对测量范围的转换参数进行求定。本工程采用了北京1954坐标系，为了顺利完成测量，则需要实现地方性坐标系与参考坐标系之间的转换[3]。转换坐标系参数的具体方法如下：在工程测区均匀布设GPS控制点，布设时所采用的方式为静态GPS，布设好控制点后获取地方性坐标系与北京1954坐标系中的坐标，随后根据两种坐标对转换参数进行计算。本工程同时观测了5个控制点，并对5个控制点的参数进行了计算，以便可以利用多个控制点计算及检验参数的匹配性，从而提高转换精度及保证转换的正确性。

2.2.2 基准站选定及RTK施测方法

为提高工程测量效率，本工程在选定基准站及施测的过程中采用了以下方法：（1）在无电台、无高大物遮挡、GPS卫星信号覆盖良好，且地势较高的视空区域设立基准站，已知基准站的精确坐标，基准站附近无干扰源，包括广播电视发射台、高压电线、停车场等，以免因GPS信号受到干扰而产生多路径传输效应及丢失观测数据链。此外，由于地球的北极与南极附近没有GPS卫星信号，因此在GPS接收装置的北方架设天线。（2）选定基准站后便可以按照要求开始施测。首先应将接收机打开，并将已知坐标点、天线高、点号等输入到接收机中，确定接收机正常工作后检查GPS卫星接收颗数是否≥5颗[4]。第二，要对发射电台的信号指示灯进行检查，并调整好基准站与流动站电台频率，指示灯正常工作时，流动站便可以执行观测任务。在测量时，先完成1个～2个已知点的联测工作，并对测量精度进行评估，测量精度与设计要求相符时便可以开始正式测量。获得观测数据后利用手簿传输系统将实测坐标输入计算机终端，利用计算机对观测数据进行整理分类及分析，随后打印工程计量结果即可。

3 结语

综上所述，GPS RTK技术可在工程测量中发挥非常重要的作用。为了在工程测量工作中推广使用GPS RTK技术，则应明确提高测量精度的方法，并根据工程实际测量需要优化选择观测模式。

参考文献

[1]袁修孝，高宇，邹小容.GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用[J].武汉大学学报（信息科学版），2012，37（11）：1289-1293.

[2]周健，毛刚，赵李健，王珏.BD2/GPS四频高精度接收机在远望号船姿测量中的应用[J].测绘科学技术学报，2012，29（3）：171-174.

[3]刘裔文，徐继生，徐良，尹凡，马淑英，H.Lühr.顶部电离层和等离子体层电子密度分布——基于GRACE星载GPS信标测量的CT反演[J].地球物理学报，2013，56（9）：2885-2891.endprint