浅谈GPS RTK技术在工程测量中的应用

郜明敏

【摘 要】GPS-RTK技术近年来发展越来越成熟，工程测绘工作中也开始广泛应用到GPS PTK技术，这对于提高工程测量结果的准确性都具有极其重要的作用。本文主要介绍了GPS-RTK技术的主要特点，并且分析了其在工程测量中的实际应用。

【关键词】工程测量；GPS-RTK技术；应用分析

近年来，全球定位系统（GPS）技术得到了飞速发展，在此基础上衍生出了GPS-RTK技术，目前该种技术凭借其自身的优势被广泛应用于工程测量领域中。RTK技术综合了计算机技术、卫星技术、大地测量技术、无线电通讯技术以及空间技术等多种技术，可以对两个测站载波观测值查分进行实时处理，有利于提高工程测量效率以及测量精确度，外业作业量也相对比较小，是一种高效测量技术。下面笔者主要介绍了工程测量中应用GPS RTK技术的具体情况。

1 GPS RTK技术的相关概念

1.1 GPS-RTK 技术的工作原理

RTK 系统一般包括通讯系统、一个基准站以及若干个流动站等几部分，其主要是立足于GPS技术基础上发展而来，结合了载波相位观测值实时动态定位技术，可以实时提供指定坐标系中测站点的三维定位，而且测量精度可以精确到cm。RTK模式中的基准站可以连续观测可以看见的GPS卫星，而且通讯系统可以将从数据链中获得的相关卫星信息、基准站信息传送给每一个流动站。GPS接收机在流动站接收相关的GPS卫星信号时，利用无线电接收设备可以实时接收从基准站传输的所有观测数据，控制器在流动站做好初始化工作后就可以结合接收的所有数据实时处理系统中的差分观测值，并且结合相对定位原理计算移动站三维坐标以及整周模糊度未知数。

1.2 GPS-RTK 数据处理办法

想要确保RTK实时差分测量系统作业具有较高的精度，首先应该确保基准站三维坐标的准确性。RTK系统中综合应用了快速分解法、最小二乘搜索法、模糊度函数法以及组合波搜索法等多种快速计算方法，因此可以将整周模糊度准确、快速的求解出来。实现RTK技术的关键就在于高效的数据传输技术以及数据处理技术。RTK技术进行定位的过程中，一定要建立一条高效的数据通讯链，使基准站可以实时传输信息给流动站，由于数据量较大，因此常常会要求波特率为9600，而且应该要求可以正确编码传输数据，也应该实现同步检错传输数据。为了达到这一要求，确保可以实时准确传输数据，一定要将传输距离、传输频率以及传输格式等各方面因素都考虑进去。

1.3 GPS-RTK 技术的优点

RTK技术相对于全站仪、水准仪以及经纬仪等传统测量技术而言有多方面的优势，具体体现在以下几个方面：①作业效率比较高。如果RTK技术质量比较高的话，一次性可以测量半径为4-5km的范围，这样就可以有效减少控制点数量以及搬站测量仪器次数，一般电磁波环境只需要几秒钟就可以获知坐标，测量速度快，可大大减轻测量人员的劳动强度。②定位比较精确，测量数据安全、可靠。一般只要达到基本的RTK工作条件，RTK在一定范围作业的高程及平面精度基本都可以精确到cm级。③作业条件要求大大降低。应用RTK技术并不需要两点之间达到光学通视，只需要达到“电磁波通视”即可，基本上不会受到季节、能见度及气候等各方面因素的影响。④作业集成化以及自动化程度较高。RTK技术具有非常强大的测绘功能，而且操作较为简便，在处理数据方面也具有较强的能力。RTK技术对于测绘内业以及外业都适用。流动站安装相应的软件控制系统并不需要进行人工干预就可以自动实现很多测绘功能，大大减少辅助测量工作，也有利于减少人为方面的误差，进而提高工程测量作业精度。

2 工程测量工作中应用GPS-RTK 技术的具体体现

2.1 地形测量中的实际应用

一般情况下，都是采用静态测量来控制地形测量，如果是碎部测量工作则会采用RTK技术完成。以往测地形图的过程中，在测区会建立相应的图根控制点，同时也会架上经纬仪或者全站仪以及小平板一起进行测量。近年来，随着测量技术的不断发展，外业中通常会采用电子手薄以及全站仪配合地物编码，测图的话会选择大比例尺测图软件，近期采用的外业电子平板测图等也要求应该在测站上对周围地形地貌等情况进行测量，通常情况下需要2-3个人以上才可以完成这些碎部点和测站的通视工作，拼图的过程中，如果测量精度没有达到相应的要求，外业还应该返测。现代地形测量中如果选择RTK技术的话，实际工作时只要求一个人即可完成测量工作，在待测地形地貌的碎部点背着仪器，输入相应的特征编码，经过1-2s后就可以实时得知点位精度，测完一个区域后返回到室内，通过专业软件接口即可将相应的地形图描绘出来。由此可见，地形测量中应用RTK技术可大大减轻工作人员的工作量，简化地形测量操作流程，提高测量工作效率。

2.2 矿山测量中的实际应用

目前，地表变形观测、岩层变形观测、矿区建设、测量矿井联系、测绘矿区地形图以及测量矿区地面控制等诸多方面已经广泛应用到RTK技术。通常情况下，我国山区丘陵等地区集中了很多矿区，但是这些地方和国家等级点的距离比较远，为了确保待测工程不会超出测量控制点的范围，一定要加密控制点。选择基准站的过程中，应该要求控制点的精度比较高，并且选择RTK 静态测量法准确定位相关控制点。如果矿区地形相对较为复杂的话，可以采用RTK技术测量地形碎部点，通过相应的处理后，就可以根据采集的地形点坐标绘制成地形图。将RTK技术应用于地表变形观测工作中，可以获取相应的沉陷地坐标，通过微机处理后得出相应的地形图后，就可以将塌陷面积自动计算出来。

2.3 房产测量以及地籍测量中的实际应用

房地产测量一般是采集房屋以及房屋用地的一些信息资料，并且表述出来，地籍测量通常是将相应的地籍管理信息表述出来。以往主要采用全站仪、测距仪以及经纬仪等测量工具来测量地籍情况，通过极坐标、测距、测角以及交会等方法采集、测定相应的地基要素，但是它们都必须要求待测点和测站点之间进行通视，而且会限制视距长度，这样如果地籍测量工作面积较大，或者补漏错、调绘等工作会需要投入大量的人力，也会耗费大量的时间，导致测量效益不高。控制测量方法包括导线网、三角网等，但是这些方法也要求待测点之间应该做到通视，并且会限制测角以及待测边，关键是这些测量方法的点位精度分布不是很均匀，很容易积累误差。近年来，GPS -RTK 技术应用越来越快，应用范围也越来越广，每块土地以及地籍图测绘中都可以应用到RTK技术，也可以对相关界址点位置进行实时测绘，测量精度也可以实现cm级，适当处理测量数据后也可以及时获得准确的房产图以及地籍图。RTK 技术可以对测定界桩的位置进行实时测量，也可以快速确定土地使用界的范围，准确计算实际用地面积，这样可大大提高地籍测量工作效率。其次，房地产测量以及地籍测量工作中应用GPS-RTK技术基本上不会受到通视、地形以及天气等各方面因素的制约，观测时间比较短，控制网点布设也比较快捷，可以控制较大范围，这样可大大减少时间以及人力的投入，提高测量工程的经济效益。

综上所述，目前工程测量领域中已经开始广泛应用到GPS RTK技术，该种技术具有高精度高、高效率、低成本、操作简便、观测时间短、定位稳定等诸多优点，可以更好的满足工程测量的相关要求。

【参考文献】

[1]李翔.GPS-RTK 技术在工程测量中的应用[J].甘肃水利水电技术，2010，46（4）：39-42.

[2]令狐义强.GPS-RTK 技术在城市地籍测量中的应用[J].测绘与空间地理信息，2011，34（3）：108-109.

[责任编辑：杨玉洁]