有关GPSRTK技术在工程测量中的

摘 要：GPS与RTK技术正越来越多地被应用到工程测量中,本文探讨了两大引领性技术在工程测量中的应用,论文首先分析了GPS测量技术的特点,而后详细介绍了RTK技术在工程测量中的应用思路,全文具备较高的理论基础.

关 键 词：GPS-RTK；工程测量；研究

GPS全球定位系统(GlobalPositioningSystem)在工程测量中的应用,在最近的几年得到了迅速推广,这主要依赖于GPS系统可以向全球任何用户全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数.工程测量主要应用了GPS的两大功能:静态功能和动态功能.静态功能是通过接收到的卫星信息,确定地面某点的三维坐标,动态功能是通过卫星系统,把已知的三维坐标点位,实地放样地面上.

利用GPS静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成平面控制测量.

目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备,但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制,作业强度大,且效率低,大大延长了设计周期.勘测技术的进步在于设备引进和技术改造,在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选.当前,用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测量,为勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵横断面测量提供依据,在施工阶段为桥梁,隧道建立施工控制网,这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段,公路测量的技术潜力蕴于RTK(实时动态定位)技术的应用之中,RTK技术在公路工程测量中的应用,有着非常广阔的前景.

一、实时动态(RTK)定位技术简介

实时动态(RTK)定位技术是GPS测量技术发展的一个新突破,在公路工程中有广阔的应用前景.众所周知,无论静态定位,还是准动态定位等定位模式,由于数据处理滞后,所以无法实时解算出定位结果,而且也无法对观测数据进行检核,这就难以保证观测数据的质量,在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果.解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性,这样一来就降低了GPS测量的工作效率.

1.快速静态定位模式

要求GPS接收机在每一流动站上,静止的进行观测.在观测过程中,同时接收基准站和卫星的同步观测数据,实时解算整周未知数和用户站的三维坐标,如果解算结果的变化趋于稳定,且其精度已满足设计要求,便可以结束实时观测.一般应用在控制测量中,如控制网加密,若采用常规测量方法(如全站仪测量),受客观因素影响较大,在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难,而采用GPS快速静态测量,可起到事半功倍的效果.单点定位只需要5min～10min不及静态测量所需时间的五分之一,在测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作.

2.RTK动态定位

测量前需要在一控制点上静止观测数分钟(有的仪器只需2s～10s)进行初始化工作,之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测,并连同基准站的同步观测数据,实时确定采样点的空间位置.其定位精度可以达到厘米级.动态定位模式在勘测阶段有着广阔的应用前景,可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面测量等工作.且整个测量过程不需通视,有着常规测量仪器(如全站仪)不可比拟的优点.

3.GPS技术的优点

(1)实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程),

(2)彻底摆脱了由于粗差造成的返工,提高了GPS作业效率,

(3)作业效率高,每个放样点只需要停留2s～4s,其精度和效率是常规测量所无法比拟的,

(4)应用范围广,可以涵盖测量(包括平、纵、横),施工放样,监理,竣工测

量,养护测量,前端数据采集诸多方面,

(5)如辅助相应的软件,GPS可与全站仪联合作业,充分发挥GPS与全站仪各自的优势.

二、RTK技术的缺陷

虽然GPS技术在工程测量中的应用使传统的工程测量技术有了突飞猛进的发展,但二者相比,常规测量方法还存在以下的缺陷.

(1)规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定.由于测量的作业面是一狭长带状,这样,导线长度很难达到规范要求,往往会出现超规范作业.

(2)搜集到的用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统,往往国测、军测、城市控制点混杂一起,这就存在系统间的兼容性问题,如果用不兼容的起算点,势必影响测量质量.

(3)地面通视困难往往影响常规测量的实施.由于通视的条件的限制,在大范围密林、密灌及青纱帐地区,根本无法实施常规控制测量.

三、GPS测量技术在工程测量上的优势和发展前景

1.GPS作业有着极高的精度.它的作业不受环境和距离限制,非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等.

2.GPS测量可以大大提高工作及成果质量.它不受人为因素的影响,整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制,自动记录、自动数据预处理、自动平差计算.

3.GPSRTK技术将彻底改变测量模式.GPS能实时地获得所在位置的空间三维坐标.这种技术非常适合路线、桥、隧道勘察,它可以直接进行实地实时放样、点位测量等.

4.GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外砍伐工作量,提高作业效率.

5.GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样,是GPS测量应用的重要领域.往往由于一些地区地形条件的限制,实施常规水准测量有困难时,GPS高程测量无疑是一种有效的手段.

5.GPS高精度高程测量同高精度的平面测量一样,是GPS测量应用的重要领域.往往由于一些地区地形条件的限制,实施常规水准测量有困难时,GPS高程测量无疑是一种有效的手段.