摘要：当代工程测量中GPS-RTK应用广泛，该技术的优点在于能够进行实时定位，而且得到精度较高定位的定位成果。本文具体介绍了GPS-RTK的原理以及在雄安园林项目大规模，紧工期下的复杂地理信息情况下的碎部测量与放样，结合具体园林工程的放样方法展示此方法的优势与不足。
关键词：GPS-RTK；苗木放样；碎部测量；工程测量
引言：
RTK(RealTimeKinematic)实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的差分GPS-RTK测量技术。GPS-RTK技术的优点在于能够进行实时定位，而且得到精度较高定位的定位成果，可以进行高质量内 外业一体化数据处理，设备间无需通视，用途广泛等特点。对在小范围工程测量中技术的推广，提高作业效率，有着重要的意义。
由于施工范围广阔，采用 GPS定位的方法建立工程控制网以及使用GPS-RTK技术进行碎步测量，具有加快解决面对复杂的地理信息时的施工速度，具有点位选择限制少,作业时间短，成果精度高，工程费用低等优点。
1工程概况
图1-1
项目位于雄县县城以北4公里处，占地面积约11624亩，场地内部地形平坦，均为村庄、
现有林与耕地，项目用地共涉及12个村庄，为西河营、东河营、许村、东照村、孟庄村、孙各庄、陈庄、付家营、皮家营、南刘庄、北大阳、佐各庄。10万亩苗景兼用林占地面积约11624亩，总造林面积约10536亩，实际栽植面积5263亩。苗木原设计总量92.09万株，核减后为70.82万株（核减排除燃气管道、南水北调渠道、现有道路、现有排水沟、现有林、电线杆、灌溉水井、电塔、房屋及构筑物、坑塘等障碍物对种植的影响）具有作业范围大，障碍物众多等的难点。
2GPS定位放样
2.1 构成
GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。
(1)GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和 3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在 6 个轨道平面内，轨道平面的倾角为55 。卫星的平均高度为 20200km，运行周期为 11h 58min。卫星用L 波段的两个无线电载波向广 大用户连续不断地发送导航定位信号，导航 定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成 为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻在高度角 150 。 以上，平均可同时观测到 6 颗卫星，最多可达到9 颗。
(2)GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由 注入站将主控站发来的导航电文注入到相应 卫星的存储器中。
(3)GPS用户设备由 GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选 择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。
2.2GPS测量的特点
相对于常规测量来说，GPS测量主要有 以下特点:①测量精度高。GPS观测的精度明 显高于一般常规测量，在小于 50km 的基线 上,其相对定位精度可达1×10-6;在大于1000 km 的基线上可达1 × 10-8。②测站间无需通 视。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着 GPS 测量技术的 不断完善，软件的不断更新，在进行 GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前 GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高 及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测。⑤全天候作业。GPS-RTK 卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。
2.3 (RealTimeKinematic)实时动态定位技术
RTK技术是一项以载波相位观测为基础的差分GPS测量技术。GPS-RTK技术的优点在于能够进 行实时定位，而且得到精度较高定位的定位成果，可以进行高质量内 外业一体化数据处理，设备间无需通视，用途广泛等特点。在小区域内测量首先要进行转换参数的求解，转换参数的 质量好坏将会严重影响的测量精度。使用中应以优化的转换参数，提高定位精度，得到技术的定位精度能够达到小范围工程测量的精度要求，对在小范围工程测量中技术的推广，提高作业效率，有着重要的意义。
3 GPS-RTK在苗木测量放样中的应用
3.1苗木放样方法
测量员使用软件提前将测量数据整理好，每天对区域内控制点进行复核，保证测量精度。①同一弧线同一树种测量工作：按弧线起点到终点将每棵树木坐标按顺序数据整理好，从起点放样到终点并做好标记，在进行第二根弧线放样，依次进行将树木位置放样出来。如图所示，用内业软件南方cass提取点位坐标。先将弧线两端1、2、3点和4、5、6点放出，紧接着按20米的间距提取7、8、9、10放出坐标②同一弧线不同树种测量工作：将弧线上的同一类树种坐标分别整理出来，先放样一类树种并做好标记再进行另一个类树种放样，依次进行将弧线上树种放完。③实地有障碍物的测量工作：放样过程中遇到有障碍物的，先将不能放样的树木坐标数据统计出来，以备放线数据的统计及后续放线工作的需要。④生态林测量工作:根据设计图纸对生态林小斑的范围线坐标依次整理,将范围线坐标逐一放样,对于相邻点位距离较远的应进行加密放样。
图3-1
3.2不足
在一般地区，GPS-RTK 技术在地籍测量中的优势明显，但在碎部测量中的应用存在着一定的局限性：GPS-RTK 技术的局限性主要源于GPS-RTK系统，GPS-RTK 所接受的卫星无线电信号频率高、功率低，不易穿透阻挡在卫星和GPS-RTK接收机之间的障碍物，位于 GPS-RTK 接收机与卫星之间路径上的物体都会对系统的操作产生有害影响，甚至造成测量结果无法满足精度要求。街道两旁树木密集，都会影响GPS-RTK接收卫星信号。同时，碎步测量可能需要在高压线、强电场、强磁场等强干扰源区 域施测，导致测量结果无法达到精度要求，甚至错误结果。
结语
GPS-RTK 技术具有精度高、观测时间短、测 站间不需要通视和全天候作业等优点，使得 三维坐标的测定变得简单，通过使用GPS-RTK可以大大加快工作效率和提高苗木放样精度。在雄安新区大规模紧工期的造林过程中GPS-RTK技术应用显得尤为重要。同时GPS-RTK技术也有一些缺点。但随着科学的发展，改善RTK技术中的不足，在未来GPS-RTK技术将具有更广阔的应用前景。
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论文作者:王华栋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/20
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