武汉市江夏区国土资源和规划局 湖北省武汉市 430200
摘要：GPS RTK技术较之常规测量有明显优势。GPS RTK作业观测精度高且误差均匀，可实时知道观测结果和观测精度，作业误差相互独立，不积累，不传递。GPS RTK作业以其高效率还可广泛应用于航测外控，铁路、公路、电力的勘测设计和施工放样以及石油勘探、水文地质调查等领域。
关键词：GPS；RTK技术；工程测量；应用
前言
在工程测量中，常规地面测绘主要利用全站仪、水准仪等地面测量仪器，并结合其他测量工具进行，但存在着野外工作量大、效率低、现场测量成果不直观、自动化程度较低等诸多缺点，并受到测区内的通行、通视条件的影响。实时动态载波相位测量技术具有实时、快速、精度好、外业工作量小、自动化程度高等优点，能有效克服常规工程测量方式中存在的一些问题，开辟了一种全新的、高效的测量模式。
一、GPS简介及GPS技术发展现状
GPS技术是基于GPS系统的测量技术，它相对于传统测量技术有着功能多、精度高、观测时间比较短、能够提供三维坐标、测量操作简单而且可以进行全天候的测量等明显优势。工程测量是指在工程建设中所有的测绘工作，在勘测设计阶段、施工阶段、竣工和管理阶段都必不可少。工程测量按研究的对象可以分为：建筑工程测量水利工程测量、交通基础设施建设测量、矿区测量、市政工程测量、军事工程测量、海洋工程测量等。早期的工程测量受限于技术问题，偏向于传统测量，但不可否认，GPS技术在工程测量上有其无可比拟的优势。GPS系统由以下三个部分组成。
1、空问星座
GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星共24颗卫星组成，它们按4颗一组平均分配，被放置在6条互成60度的轨道平面上，运行的周期是12小时。这使得无论在全球哪个地方，任何时间都可以观测到至少4颗隶属于GPS系统的卫星。GPS空间部分的作用主要是对目标进行观测，将观测数据转化为各种码和载波信号，提供给地面监控系统和用户设备，从而实现控制和定位。
2、地面监控系统
监测站、主控制站、地面天线三个部分构成了GPS地面监测系统。GPS主控制站位于美国科罗拉多州，负责收集由地面天线接收的卫星传回地面的信息，然后利用这些信息，计算卫星星历等数据，并且调整和控制卫星运行。
3、GPS信号接收机
GPS信号接收机就是GPS的用户端，它起着对GPS卫星进行搜索、捕捉的作用，当捕捉到卫星后，会对卫星传来的信号进行跟踪，并将信号进行变换、放大和处理，计算出GPS信号接收机自己所处在的经度、纬度和高度。GPS技术相对于传统测量方式有定位精度高、观测时间短，测站间无须通视，可提供三维坐标，操作简便，全天候作业，功能多、应用广等特点。
二，GPS—RTK技术在工程测量中的相关应用
1、控制测量中的应用
整体控制测量和局部加密控制测量是常规测量中所要进行的两个步骤，在整体控制时就必须考虑到后面加密工作的开展。常常因为要进行局部加密控制而要测量一级导线，然后在此基础上再进行图根控制，这样就花费了大量的人力、物力。而采用GPS—RTK系统来进行控制测量，在首级控制测量时，无需考虑通视方向点，无需进行更多的加密控制，如测导线测图根点之类的工作，只需将移动站放在所需的控制点上平滑采集5s即可得出坐标。这就使得在首级控制选点位时，只需考虑其实用性及设基准站的安全性。因此，GPS—RTK测量技术能够大大提高控制测量的工作效率、减轻劳动强度。
2、施工放样中的应用
放样是测量的一个应用分支，在地籍测量中和工程施工中经常使用。它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来。放样的方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样，距离交会，等等。利用以上方法放样出点的位置时，往往需要根据测量的结果来回移动目标，直至到达点位。放样同测图一样，需要通视情况良好，需要跑尺者和观测者，工作效率低。采用RTK 技术放样时，可以在室内用专用软件将要放样的点（或线）坐标编辑好，传输到GPS的手簿中，便可以在野外进行操作。操作时，按提示选择放样点后，GPS—RTK会实时解算出天线所在位置的坐标，同时与待放样的坐标进行比较，得出两者之间的坐标差，再通过手簿的界面文字和图形导航到点。
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3、断面测量中的应用
用常规方法在断面测量过程中常常会碰到断面桩无方向点或测量断面需要很多分站才能完成。而利用GPS—RTK接收机配合手薄记录、采用RTK 技术可实时采集断面的三维坐标数据，可以很好地解决这些问题，无须考虑通视方向和分站测量，而且利用手簿实时显示断面图结果，可以很直观地检查断面状况与实地地形，减少了不少的内业工作量。
4、碎部测量中的应用
传统的碎部测量一般是根据测区已有的图根控制点，利用平板仪测图或使用全站仪测图，使用全站仪时，测每个点均输入该点的地物编码，然后再利用成图软件成图，这些方法作业时要求测站点和被测的周围地物地貌等碎部点之间一定要通视，而且一台仪器至少要求2～3人同时进行作业。采用RTK技术进行测图时，不要求通视，架设好基准站后，仅需一人拿着仪器便可以开始测量。测量时，测量员在仪器已经初始化（获得固定解）的情况下，在要测的地形地貌碎部点上，将测杆对中、让气泡居中后，开始测量几秒钟，就能获得该点的坐标，精度达到要求后就可保存，保存点时输入该点的特征编码，把一个区域内的地形地物点位测定后，利用专业数据传输和处理软件可以输出所有的测量点。用RTK技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。
5、水下测量中的应用
通常在进行水下测量工作中，至少要2人看水位做验潮工作，而且测水工作还常常受波浪，船型姿态等影响。而采用GPS-RTK进行水下地形测量，利用其三维定位速度快、精度高的特点，可以实行无验潮测水，受波浪影响小，既节省人力又提高精度。
三、质量影响因素及控制方案
1、受限因素
（1）受卫星状况的限制。卫星信号容易被建筑物、树木等遮挡，使作业时间受到限制。
（2）受天空环境的影响。白天中午时，受电离层干扰大，共用卫星数目减少，使得初始化时间长甚至不能初始化。测量时可避开这个时间段。
（3）数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小。数据链容易受到障碍物的干扰，使信号在传输过程中衰减严重，影响测量精度和作业半径。因此基准站的位置应设在测区中央的最高点，以覆盖尽可能广的范围。
（4）初始化能力和所需时间问题。在山区、高楼密集区，GPS卫星信号容易被阻挡，导致失锁、初始化丢失等问题。应选用初始化能力强、所需时间短的机型进行改善。
（5）精度和稳定性问题
由于RTK受限制的因素多，导致其测量的精度和稳定性不及全站仪强。应选用精度和稳定性好的机型，并通过布设多余控制点来进行质量控制。
2、测量成果的质量控制
（1）选用精度和稳定性较好的机型，避免因机器性能不足带来的质量问题。
（2）已知点检核比较法。在布测控制网时用静态GPS或全站仪测出多余控制点，与RTK测量的结果进行比较，以发现问题。该方法可靠，但受控制点的数目限制。
（3）重测比较法。每次初始化后，对一两个已测过的RTK点或高精度控制点进行重测，确保无误后再进行RTK测量。一般在没有控制点的地方采用此法。
结束语
总之，GPS RTK应用于工程测量时可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间．从而减少冗余观测，提高工作效率。因此GPSRTK技术在工程测量中的应用有着非常广阔的前景。
参考文献：
[1]陶歆贵．GPS—RTK技术在水利工程测量中的应用[J]．铜业工程，2013（2）
[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，2014（3）
[3]陈文彬．基于GPS的工程测量技术研究与应用[J]．安阳工学院学报，2011（3）
[4]徐海东．GPS定位系统在工程测量中的应用探讨[J]．城市建设理论研究，2011（23）
论文作者:王文娟
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/1
标签：测量论文; 技术论文; 作业论文; 工程论文; 精度论文; 坐标论文; 断面论文; 《基层建设》2016年10期论文;