GPS-RTK在工程测量中的应用探讨论文_周振宇

GPS-RTK在工程测量中的应用探讨论文_周振宇

嘉峪关市规划设计院 甘肃省嘉峪关市 735100

摘要: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。目前工程测量领域中已经开始广泛应用到GPS-RTK技术,为了加强对GPS-RTK技术在工程测量中的应用,本文将就此话题展开论述。

关键词:GPS-RTK;工程测量;应用

1.GPS-RTK技术简介

在我国,大多数人都知道GPS是全球定位系统的缩写。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代空间卫星导航定位系统,其作用是收集军事情报,并提供全球导航服务和开展应急通讯、核爆监测等工作,在军事方面扮演了重要的角色。随着社会的发展,GPS不断被应用于更多领域,发挥着越来越重要的作用。GPS-RTK技术基于实时动态差分法,是一种能在野外实时定位的测量方法,是GPS应用的重大里程碑,极大地提高了野外业作业的效率和资源利用率。

一般意义上的RTK技术是指利用GPS流动站接收GPS基准站的差分信号。流动站不仅能通过数据链接收来自基准站的数据,还能采集GPS观测数据,其可处于静止状态,也可处于运动状态。采用GPS技术能实时获得观测站在指定坐标系中的三维定位结果,且具有较高的精度。在RTK作业模式下,系统可在1s内得出差分观测值。基准站可通过数据链将该值和观测站坐标信息传送至流动站。基准站可在固定点上将数据初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成整周模糊度的搜索和求解;在整周的未知数获得固定解后,即可进行每个历元的实时处理。只要保证4颗以上的卫星收集相位观测值和必要的几何图形,则流动能随时给出厘米级的定位结果。

2.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。

3.GPS-RTK技术的优点

RTK技术有多方面的优势,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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。

4.GPS-RTK技术在工程测量中的应用

4.1在地形测量中的应用

(1)土地外业施测

土地外业施测主要包括宗地测量、土地利用更新调查测量和违法用地测量等。测试组由2人组成,一个人为基准站,另一个人携带仪器前往每个区域立杆并记录数据、输入特征编码。在记录数据时,测量人员的立点应准确,取3s为记录单元;整个区域测量完毕后,测量人员回到室内,利用专业软件输出图幅。

(2)基准站的选定

要想顺利进行RTK测量,选好基准站是关键。基准站、电台的发射天线必须建立在海拔相对较高的位置,且要保证基站附近没有GPS信号反射物,以防数据链丢失。在传统的控制测量中,采用导线网测量的精度较低,且耗费工时。而采用RTK技术测量可同步接收基准站与卫星的观测数据,实时计算整周的未知数和用户站的三维坐标,大大提高了作业效率。

(3)内业处理

想要快速完成数字化内业成图工作,就必须将外业测量存储的RAT文件的格式转换为可在CASS5.0软件中运行的格式,从而快速完成内页处理。

4.2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。

结束语:GPS-RTK技术作为地形测量的手段之一,在实际测量过程中具有很多优点。随着GPS-RTK技术的不断发展,其必将在工程地形测量中发挥越来越重要的作用。

参考文献:

[1]熊瀚.GPS-RTK技术在工程测量中的应用[J].企业技术开发,2015,01:56-57.

[2]狄广礼,刘剑英.基于GPS-RTK技术在地质勘探工程测量中的应用研究[J].科技资讯,2015,05:51-52.

[3]贺国超.GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用[J].科技展望,2015,24:118-119

论文作者:周振宇

论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期

论文发表时间:2017/12/11

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