GPS—RTK测量技术特点及应用分析

GPS—RTK测量技术特点及应用分析

王明娟 张雨杭

大连 91550部队，辽宁大连 116000

摘要：通过对GPS RTK技术进行合理应用可以有效提升工程建设测量工作的质量和效率。相对于其他工程建设测量技术来说，GPS RTK技术的操作更加简便，且工作效率高，精度满足要求，具有十分广阔的应用前景。鉴于此，本文主要分析GPS—RTK测量技术特点及应用。

关键词：GPS—RTK；测量技术；应用

中图分类号：TU756　　文献标识码：A

1、引言

目前在定位中应用比较多的GPS（全球定位系统）的子系统架构中，主要包含了空间卫星群以及地面监控系统两个重要部分。空间卫星群由24颗距离地表20万公里以上的卫星构成，相应的卫星均匀分布在6个轨道中，各个平面之间的交角为60°，卫星轨道运行周期基本为半天。这样能够保证无论在哪一时段和地点，都可以接收到卫星发送的信号。而其地面控制系统包含主控站、监测站以及注入站。主控站主要是按照相关监控站的观测数据计算卫星的相关参数，并对相关卫星数据进行传输，对卫星进行监控，为卫星发送指令等；监控站主要发挥卫星信号的接收功能，对于卫星的运行和工作状态进行实时监督；而注入站的功能是对于主控站计算得出的数据进行传输，传递到相应的卫星中。

2、GPS-RTK构成及其原理

2.1、GPS-RTK基本构成

GPS RTK技术是指实时动态载波相位差分技术，该技术主要是通过对两个测量站接收到的载波相位使用合理的方式传播到相应的用户接收机上，之后再根据相应的处理方式对各种数据进行处理来完成相应的坐标计算工作。相对于传统的地籍测量技术来说，GPS RTK技术的测量精准度较高，测量速度更快，可以有效地提高地籍测量的工作效率。

3.2、GPS-RTK工作原理

GPSRTK 由 GPS（全球定位系统）和 RTK（实时动态）系统组合而成，是一种新的常用的 GPS 测量方法，无须再像之前一样进行事后的解算来得到一个较为精确的答案。RTK 搭载载波相位动态实时差分法，简而言之就是在两部能够接收到 GPS 的系统之间插入一个无线电通信系统，将其构成一座“通讯台”整体。通过这个系统的电台，在原点的接收机上观测数据和所需相关变化信息，测站点的数据传输给流动站（移动站）。在移动站，从基准站传来的载波信号和流动站测出的载波信号进行差分处理，解算出两站之间的基线向量。此时 GPSRTK 系统就会根据提前确定相关地质条件的坐标转化和投影参数，计算得到流动站的三维坐标数据。数据和实际有误差，RTK 系统也会通过 GPS 进行自我修正。

3、GPS—RTK测量技术特点

3.1、GPS-RTK技术的优势分析

GPS-RTK测量技术是一种新型的测绘技术，该技术应用于工程建设中可以有效缩减测绘作业时间，大大提升测量精度，并且对自然环境的适应能力非常强。GPS-RTK技术的应用可以摆脱传统主要靠人力用尺进行测量的时间限制，可以对测量目标进行实时测量，并且与卫星进行联测，可以规避空间的限制，能够适应各种复杂地形地貌的测量任务。GPS-RTK测绘技术的应用极少会受到地形条件的影响，有效测量区域面积较大，通过基准站获得的坐标信息可以通过专业软件自动进行数据处理，大大缩短了测绘作业时间，同时减少了人力投入，降低了测量成本。

3.2、GPS-RTK技术的缺陷

（1）GPS-RTK技术的应用依靠与卫星联测，所以该技术应用中可能会有联测卫星数量不足的影响，造成采集数据出现假值。（2）特殊的天气与气候现象会影响RTK测量信号的传播速度与质量，造成数据丢失。（3）在复杂环境下进行测量作业对测量中的参数设置以及设备的初始化要求比较高，一旦出现问题就会影响到最后的测量结果。

4、GPS-RTK技术在具体工程测量当中的应用

4.1、在控制测量中的应用

在工程测量工作中，控制测量是一项内容。而在控制测量中，GPS-RTK测量技术的运用能够更好地为建成区和规划区进行策划。在很大程度上，工程测量的整体进度会受到城市控制网很大的影响，这是由于城市控制网本身特征的缘故，如：面积大、控制难度高等，在很多情况下，城市1级、2级、3级线的点会被破坏。因此，在工程测量中，广泛的运用GPS-RTK静态测量能够很好地满足对城市测绘点的精密要求，具有较高的精确性，能够更好地为城市控制点提供各项信息。在工程测量工作中，静态测量分为快捷静态测量和常规静态测量模式。前者具有速度快、无需通视、测量精度高等优势，主要应用与对区域范围内进行地形测绘或者进行工程放样作业等，在位置定位和数据处理上，测量人员必须通过两个以上已知坐标点，是一种通过相对位置进行定位的模式。首先应将一台GPS-RTK测量仪的接收机设置为基准站，移动站设置一台或多台GPS-RTK测量仪接收机，为了获得测量点的绝对位置，应通过移动站与基准站之间的相对位置关系和已知点的坐标值；后者可以最大限度地延长观测时间，主要适用于范围和规模比较大的控制系统，是利用两个已知坐标点或者未知坐标点的坐标，借助3台或者3台以上的GPS接收机，在45min以上的时间中，同步观测四颗或者更多的卫星，从而提升观测效率。

4.2、断面测量中的应用

使用传统的方法来对断面进行测量时，在断面测量的过程中，经常会遇到方向不明确的问题，这也增加了漏测、重复测的概率。同时传统断面测量方式中，需要利用许多的分站共同工作才能把这项工作完成，增加了工作内容的复杂度。采用GPSRTK技术进行测量，可以及时地获取到断面的三维坐标信息，这样在应用过程中，可以克服传统断面测量中的一些困难，提高了测量结果的完整性与有效性。并且使用GPSRTK技术，可以不考虑分站测量和具体的断面方向，使用这样的技术，能够直观的去获取到断面的真实的信息以及实地状况。最大限度节省实地考察的时间，也能够节省物力和成本的投入量。

4.3、碎部测量中的应用

普通的碎部测量方法基本上都需要使用全站仪来对区域内已经有的图根控制点进行测量。使用全站仪进行测量的话，需要将测量到的全部数据输入到编程码中，然后再对所有输入到的数据进行汇总，最后绘制成图。这种方法在具体的工作中需要去测量周边所有的地形以及地貌，并且每台机器在测量的过程中都需要多个工作人员同时进行工作。在测量的过程中使用GPSRTK技术时，该技术对于区域环境的适用性较强，只要将基准站设备架好，安排一个工作人员可以对相应的数据进行检测，并且只需要几秒钟的时间就可以得到被测点的坐标，精准度非常高。

5、结束语

目前，GPS- RTK 技术在工程建设多项工作中都实现了应用，且应用的效果比较理想。相对于传统的测量工作技术和模式来说，GPS- RTK 技术推动了相关测量工作质量和效率的显著提升，值得推广应用。

参考文献：

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