摘要：随着社会经济发展与技术进步，港口建设朝着大型化、深水化迈进，施工难度的增加要求码头施工测量能提供更加精细、准确的数据。在此环境下，GPS-RTK技术以其独特优势脱颖而出。本文重点分析了港口码头测量中GPS-RTK技术的应用。
关键词：港口码头测量；GPS-RTK技术；应用
1.RTK技术优点
RTK是GPS的最新成果，它弥补了GPS原有的不足之处，不仅具有GPS原有的全天候、高精度、无需光学通视的优点，而且还能为测量提供实时的定位结果，被誉为“GPS全站仪”。同时，GPS-RTK全数字地形测图顺应现代测绘技术新潮流，利用先进的测量仪器，如GPS接收机、电子全站仪等，采用各种灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图信息的测图工作，其成果为模型式的数字图。
1.1实时提供测量成果
RTK测量技术能实时地提供测量成果，作业效率高，在一般的地形地势下，设基准站一次即可测完4公里半径的测区，极大地减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，在一般的环境下几秒钟即可得一点坐标，作业速度快，减少生产成本，提高测量工作效率和企业效益。
1.2定位精度高，数据安全可靠
没有误差累积，只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为4km），RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
1.3降低了作业条件要求
RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足数据传输媒质网络或者电磁波“通视”即可。因此，和传统测量比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。
2.GPS-RTK技术测量的基本原理与作业方法
GPS-RTK技术是一项高精度实时相位差分动态定位技术，该系统是有基准站与移动站，以及RTK差分的数据链共同组成的。而该系统中的移动站不需要做初始化，就能直接在动态的环境下确定整周模糊度的搜索求解，定时的接收GPS的定位信息，并且按照基准站所发送出的RTK差分数据进行修改，来获取高精度的三维坐标，RTK技术是GPS应用上的一个重要里程碑，RTK技术的出现，为地形的测图，工程放样和各种控制测量，很好的提升了作业效率。
在使用GPS-RTK系统进行测量时，首先GPS定位选择要符合规定。在测量时一般会选三个或以上测量点，在该区域内建设基准站，设置好坐标、参数等数据。要保证移动站的差分与基站的相同，利用已设置好的移动台进行对已知点的数据采集。
3.GPS-RTK测量的系统构成及注意事项
3.1 GPS-RTK测量系统的构成
GPS-RTK测量系统构成包括接收设备、数据传输设备和分析软件设备等。将两台测量精度高、解算整周未知数速度快的双频GPS接收机设置在基准站和用户站上，接收机的采样率保持与接收机最高采样率一致；作为GPS-RTK主要组成部分的数据传输设备是由基准站的无线电台和接收机组成的。分析软件系统的质量和功能决定了实时动态测量可行性、测量结果可靠性和精确性，这种软件可快速解算整周未知数，并具有快速静态、动态和实时动态的作业模式，实时对测量结果进行质量分析和评价。
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3.2 GPS-RTK作业时注意事项
GPS-RTK在作业时存在着诸多影响其测试精度的因素，因此在进行测量工作中要注意好相关事项：首先，需将基准站设置在较高的位置，远离其他无线电信号干扰源，基准站电台使用高频信号发射数据，基准站发射电台要高于接收机并避开遮挡信号的障碍物；其次，按测量规范设置电台，接收机天线与功率超过15W以上的电台发射天线要保持至少2m的距离，以免相互干扰；再次，基准站要选择与发射频率相匹配的信号发射天线，天线的长度要根据发射频率的变化而作适当调整；最后，调制好解调器的配置数据，既可按照标准格式调整数据，也可自行调制，但要保证基准站与移动站的信号通道安全。基准站及移动站地平仰角的十五度视野内不能有障碍物，要尽量远离电磁区域。
4.GPS-RTK技术在港口码头测量中的应用
港口码头工程测量作业内容一般分为定线、平面断面测量、定位测量、水下地形测量以及施工船舶定位等。其中定线测量要求根据初设坐标定出转角点，落实初设线路，并根据地形地貌设置一定的直线桩和方向桩。平面断面测量是沿中线两侧测量地形地物并数字化成图。水深测量是利用RTK实时平面定位和高程测量配合水深仪进行水下地下测量而形成水下地形图，指导水下施工。施工船舶定位一般是在施工船舶上安装移动站，利用RTK实时平面定位配合专业软件进行的施工定位。
4.1基准站的建立
基准站的安置是顺利进行RTK测量的关键，考虑到使用RTK时，参考点应选在地势较高且交通方便，有利于卫星信号的接收和数据链发射的位置。
4.2转换参数的确定
为了更精确的进行施工测量定位，基准站设置一般采用布尔莎七参数法，布尔莎七参数是一种较为严格的转换模型。在GPS内部采用的坐标系是WGS-84，而我们施工测量采用的坐标系一般为北京54坐标系，因此需要求得两者的转换参数。在设置基准站前需在已知的三个或三个以上控制点上架设GPS来求取参数。GPS在已知北京54坐标控制点上采集的为WGS-84坐标，通过软件解算可得出两者的转换参数。
参数确定后，在基准站设置时将解算得的参数按步骤输入架设好的基准站，则基准站设立成功，移动站可直接读取北京54坐标，使测量定位更加直观。为了测量的准确性，在进行测量放样前需在另外的已知北京54坐标的控制点上进行比对，以确保测量的精度。
4.3利用移动站进行测量
4.3.1测量放样
放样前，根据设计图纸，计算出各放样点的坐标及高程并输入GPS便携式电脑，到现场放样时从电脑中调出放样点的坐标及高程，启动放样模式进行测量作业。
4.3.2水深测量
进行水深测量前，需在水深测量专用软件内对拟测量的区域进行测线布设。再把经比对精度符合要求的RTKGPS移动站安装在测量船上，利用RTK实时获取点位坐标及高程的功能配合测深仪进行水下地形测量。RTK技术的运用，比原来的前方交会法和导标法等测量手段提高了定位精度，高程控制方面可以利用实时的高程测量，不设读潮位人员，减少了测量人员数量，也减少了测量人员的劳动强度。
4.3.3施工船舶定位
在施工船舶上设置一台移动站，利用RTK实时平面精确定位，再配合一个电子罗盘仪进行定向，通过专业软件，把水上施工区域在电脑上显示，使施工更加直观，定位更加准确，也明显的提高了测量工作效率。
4.4内业成图
外业RTK测量存储的文件是专用的数据库文件，不能直接被成图软件调用。需用“导出”功能把项目文件存入计算机，经转换文件后生成所需要的格式，与CASS绘图软件格式一致。结合外业草图，从而快速地完成数字化纵断面和地形图成图工作。
结语：
综上所述，GPS-RTK测量系统的运用，在很大程度上减少了港口码头测量的人力和物力消耗，有效的提高了我国港口测量的效率。同时，RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破。GPS-RTK技术在测绘各个领域被广泛运用。
参考文献：
[1]陈景斌.GPS-RTK技术在地形测量中的应用与分析[J].科技创业月刊，2014（07）．
[2]常峥.浅谈GPS-RTK技术在港口码头测量中的应用[J].科技创新导报，2014（35）.
论文作者:代勋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
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