浅谈GPS RTK定位技术在市政工程测量中的应用

唐荣耀（南京润华市政建设有限公司,南京 210000）

浅谈GPS RTK定位技术在市政工程测量中的应用

唐荣耀
（南京润华市政建设有限公司,南京 210000）

国民经济的高速发展离不开市政建设，目前市政工程测量已采用了全新的仪器和先进技术，改善了传统测量中作业强度大、作业条件差等造成的低效工作情况。RTK技术正是目前市政工程测量中较多使用的一种新型技术，本文简要论述了GPSRTK定位技术的基本原理、优缺点，浅谈RTK技术在市政工程中的应用。

GPSRTK；市政工程测量；基本原理；优缺点；精度

1　引言

GPSRTK是一种实时、动态GPS测量技术。随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展，RTK(RealTimeKinematic)测量技术也日益成熟，而且在工程建设中的应用越来越广泛。我公司于2012年引进了TRIMBLE5800RTK仪器，先后完成了多项市政工程测量项目，保证了施工精度并极大提高了工作效率，现简单介绍GPSRTK技术原理及实际应用情况。

2 　GPS RTK技术的基本原理

RTK测量技术是一种动态实时的测量技术，主要以载波相位测量为依据，实现数据传输技术与载波相位测量的互相结合，从而实现GPS测量，这是GPS测量技术发展的一个里程碑式标志，RTK测量技术主要由数据链、基准站接收机和流动站接收机组成。

RTK技术的工作原理：通过在基准站上安装GPS接收机，可以实现连续性的卫星观测，同时记录观测数据及观测站信息，通过无线电传输设备，将数据信息传输到流动站，流动站的GPS在接收到卫星信号的过程中，可以通过无线设备接收基准站所传输的数据信息，再根据相对定位原理，计算出流动站的三维坐标及地理精度。

3　 GPS RTK技术的优缺点

市政工程测量具有狭长带状的特点，如果全部使用静态GPS进行测量，这样会使得工作难度成倍增加，而且也很难满足进度的要求。目前由于土地稀缺等原因造成了业主和设计单位对地形图测量的精度要求大大增加，只有RTK技术能够较好的解决以上问题。使用RTK进行测量，其过程不需要通视，测量2～3s，点位精度可以达到1～3cm。这是很多常规测量仪器都无法实现的，同时它还能够完成地形图测绘、图根控制等工作，其优点可以体现在以下几个方面：

（1）作业效率高。传统的测量往往需要较多的控制点和仪器，因此不可避免会出现多次的“搬站”，而RTK设站一次可以完成半径达到4km的测区，通过电磁波环境数秒就能够测出坐标，作业效率极高。不仅如此，应用RTK技术还节约了外业费用，避免了返工现象，极好的提高了劳动效率。（2）精度高、无误差积累。RTK技术测量的数据具有很好的可靠性，只要RTK的工作条件得到保障，它能够使得平面和高程精度都降到厘米级别，无误差积累，确保了数据的安全可靠，这是常规测量绝对无法比拟的。（3）作业条件要求低。传统的测量对作业条件有着较高的要求，不仅受到季节、气候的干扰，同时也受到地形、地貌的影响，如果地物障碍校对，那么就很慢进行通视，工作开展非常不利。而RTK技术的作业条件要求很低，甚至不需要保持通视，只需要满足“电磁波通视”即可进行高精度定位。（4）作业自动化、集成化程度高。动站利用内装式软件进行系统控制即可，甚至不需要人员干预就能实现自动绘测，能够大量减少辅助测量，减少误差，保证作业精度。（5）处理数据能力强。RTK技术的应用同时也表现在其数据处理上，只需要进行简单的设站，就能够实时显示测量结果或进行坐标放样，数据输入、存储、转换、输出等能力强，还能够与其他测量仪器进行通信，功能十分强大。

RTK作为一种先进的测量技术，在市政工程测量中有着广泛应用，但是它也有其自身的局限性:1）卫星信号问题。RTK和静态GPS一样都会受到卫星信号的影响，在初始化过程中RTK需要5颗以上的卫星，在高楼密集的地区，或者卫星接收不好的地区，容易导致无法初始化的情况，这样则难以得出固定的计算结果。2）数据传送问题。RTK测量能否成功，关键是看其是否能够可靠的、连续的接收基准站所传输的信号，在城市区域，由于高楼大厦较多，再加上其他无线电波会对其产生干扰，导致流动站会经常出现接收不到信号的情况，由此使得RTK作业无法持续进行。3）距离问题。电台功率对于基准站及流动站之间的距离有重要影响，如果这两者之间的距离增加，会导致RTK的测量精度出现降低的情况，如1cm×10-6s的标准精度，如果测量距离为10km，则会导致RTK测量精度降低2cm，因此，在实际作业过程中，对于流动站与基准站之间的距离应有一定限制。

4　RTK测量成果的质量控制

虽然RTK技术在市政工程测量中并不是准确无误的，仍然还有较多的不足，与GPS静态测量相比，RTK测量甚至更容易出错。但是只要我们根据不同情况采取不同的措施，对RTK技术进行多方面控制，那么RTK技术是能够很高的为市政工程测量服务的。

（1）把基准站布设在测区中央的最高点上，这样能够有效的减少误差。（2）选择质量较好的机种，选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。这样能够提高测量的精度和稳定性。（3）在进行测量时，最好避开中午，利用良好的时段分开测量。（4）可以利用静态GPS等技术多设一些控制点作为检核点，每次进行初始后，都先进行1～2个已测过的RTK重测，等确认之后在进行其他测量。（5）在观测区可以建立2个以上的基准站，对于每个基准站，都应用不同的频率进行数据发送，这样，流动站可以根据变频开关，对每个基准站所发射的数据信息进行有选择的接收，由此得出不同的解算结果，这样可以避免粗差产生并且可以对结果进行平差。

5　结束语

通过以上论述我们可以看到，GPSRTK技术在市政工程测量中的应用可以说是一次测量新型变革，为工程测量质量提供了有利的保障，具有明显的经济和社会效益。随着相关技术软件的不断发展改进，RTK技术在工程测量中有着更加广阔的应用前景。

[1]徐绍铨，张华海，杨志强等.GPS测量原理及应用[M].武汉大学出版社，2003.

[2]李彬.小议RTK测量技术的应用[J].科技创新导报.2011(23).

[3]祁泰山.基于GPSRTK的线路测量关键技术研究[J].科技资讯.2011(04).