陈志鹏
佛山市测绘地理信息研究院广东佛山528000
摘要:对测绘工程中GPSRTK技术的应用实践及细节问题研究。具体是在概述GPSRTK概念与功能的基础上,阐述上述两类技术在工程点布设、勘探线剖面测量以及勘探网及技术测量中的应用要点,最后,对强化GPSRTK技术在工程测绘中的应用效果进行探究。希望在GPSRTK技术的协助下,测绘工作的精确性进一步提升。
关键词:GPSRTK技术;功能;应用流程;应用领域
现阶段,GPSRTK技术日趋成熟,基于其使用效率高、操作简单、实时性强等特点,该项技术在测绘工程中的应用范围也越来越广,但是由于GPSRTK技术支持下的RTK系统较为复杂,因而在具体应用时测绘人员还可能在细节上出现一些问题,基于此,为了促使GPSRTK技术能够更有效的应用于测绘工程中,有必要探究该技术应用实践内容及细节问题。
1.GPS技术的概念分析
1.1GPS-RTK技术的概念
GPS-RTK技术能够有效的针对测量物体进行实时准确的动态监测,通常情况下,GPS-RTK技术能够根据建设工程的后期数据进行测量,保证工程项目竣工后的管理与维护,通常情况下,GPS-RTK技术包括了空间系统、地面系统和信息系统,而RTK技术则是根据数据传输与处理方式进行改变,通过信号接收系统对数据进行及时的处理与传输,极大地提升了数据检测的实时动态效果,但是由于数据传输的实时性,导致数据量相对较大,所以必须要针对RTK技术进行全面的优化,从而形成了GPS-RTK技术。
1.2GPS-RTK技术的特点
GPS-RTK技术与传统的测绘技术相比较,具有非常明显的优势,一方面,GPS-RTK技术不仅测量定位准确,数据结果准确同时误差率较低,所以通过GPS定位的应用,能够极大提高测绘工程质量,另外,在GPS与RTK技术相结合的过程中,能够将数据采集和数据传输,以及数据处理实现全程自动化,有效地减少了测绘人员的工程量,并且能够减少人为因素导致的测绘结果存在的误差,同时,利用GPS-RTK技术能够针对人员无法涉及到的区域进行全面的测量,从而减轻测绘人员的工作负担,避免发生安全隐患,应用GPS-RTK技术的过程中,很容易受到卫星环境等因素的影响,所以必须要加强对于这些干扰因素的管理。在应用GPS测绘技术对工程进行测量的过程中,可以通过以下三点,了解其精准度。第一,GPS定位系统在定位的过程中,主要依靠空间的卫星群,在定位的过程中其在能够连接多个测量卫星,完成数据收集。随着科技的不断发展,用于测量的卫星数量不断增加,在使用GPS定位系统进行数据收集的过程中,能够连接多个系统,提高了数据的准确性。
第二,在使用GPS测绘技术的过程中,由于其本身具有一定的精准性,在对数据进行测量的过程中,其存在的误差都保持在毫米之内,应用GPS测绘技术对工程进行测量时,其能够发挥自身的特性,保持毫米之内的误差。第三,由于GPS定位系统能够对位置进行实时定位,在使用其进行工程测量工作时,能够对动态的数据进行实时检测,保障了数据的准确性。通过以上三个方面对GPS测绘技术精准度方面进行讨论,了解到在使用GPS测绘技术对工程进行测量的过程中,能够保障工程的准确性。
在使用GPS测绘技术对工程进行测量的过程中,可以通过以下两个方面,了解其具有操作简单的特点。第一,在传统工程测量的过程中,需要专业的测绘人员使用专业的设备进行测绘,例如,为了保障数据的准确性,还需要测绘人员进行多次的测量,提高数据的准确性。但在使用GPS测绘技术进行测量时,测量人员只需要在系统中安装GPS系统,就能对工程数据进行测量,这一操作具有一定的便捷性[2]。第二,部分工程在进行的过程中,缺少专业的测量人员,因此,其无法实时了解工程动态数据,在一定程度上影响工程的顺利开展,但在使用GPS测绘技术时,由于其能够对数据进行自动收集和处理,工程测量人员只需要通过数据,就能掌握工程情况。通过以上两个方面可以了解到,在使用GPS测绘技术的过程中,不需要专业人员对系统进行控制,就能自动收集并分析数据,因此其具有操作简单的特点。
2.GPSRTK技术应用实例分析
2.1对地区实际地理状况进行测量
X地区正在紧锣密鼓地开展引水改建工作,为了保障引水改建工程的质量,需要加强测绘工作。经过实地考察,测绘人员发现该地区的地势相对险要、交通条件一般。区域中的河流较长、流域广、流量大,地区中有一条深谷,谷底平均宽度为45m,相对高度大于500m。据了解,需要测量的地区的长度为60km,海拔高度在1000~2500m之间。总体上看,地区中高山较多,河流密布,难以应用传统的测绘方式。经专家小组讨论,决定应用先进的GPSRTK技术。
2.2利用像控点布设及航空摄影开展测量工作
因为待测地区山脉较多、水系发达,所以拟采用航空摄影的方式来布置像控点。为了确保航空摄影工作的质量,避免摄影漏洞的产生,测绘人员总共设计了逾10条航线,同时设置了近100个控制点。
严格控制各控制点之间的距离,使控制点的间距在5km以内。大力应用静态测量技术,保障控制点加密机已知点观测工作的质量。利用GPS接收机开展外部数据采集工作。选择最合适的时间段开展观测工作并制定观测计划表。在应用GPSRTK技术的过程中,测绘人员可以将各类设计工程点输入至掌上机中,随后利用RTK技术的放样功能将点位布设至实地。
2.3测量外业数据
(1)架设移动站与基准站。基准站与移动站架设工作的质量决定了测量结果的准确性。在实际的测绘过程中,测绘人员严格遵循相应的技术原则与行业规范。为了确保测绘工作不受外界因素的干扰与影响,测绘人员认真探讨了架设方案。架设方案指出,基准站与移动站之间不得存有高层建筑,所以应当将两站架设在开阔地带,两站之间不得存有高山等高度较大的地物。在移动站与基准站架设工作结束后,测绘人员对基准站周围开展清理工作,此举的主要目的保证基准站周边不存在信号发射物体,从而有效避免测量路径被无故放大而降低测量工作的质量。测绘人员认真地核定了两站之间的距离,目的是保障GPS信号可以有效覆盖基准站所处的区域。需要特别指出的是,移动站与基准站之间的距离要合理,要既利于测绘人员操控相关的测量仪器,又要充分满足接收机的安设要求。经验表明,适当地升高接收机的安设位置能在一定程度上提升测量数据的精准度。
(2)两站参数的设置。当接收机被固定在准确的位置后使其与基准站相连,随后将接收机的水平高度、基准站坐标值等基础信息输入至其中,此后应当设定相关数据的存储位置,保证所有设置被有效保存。当电台中出现基准站的通讯信号后断开手薄,随后断开接收机与基准站之间的连接。在基准站参数设置工作结束后跟进移动站参数设置工作,采用手薄使移动站与接收机相连接。测绘人员在设置两站参数的过程中采取有效措施确保参数输入的准确性,认真地复核两站之间的公用数据。需要特别指出的是,移动站与基准站之间的连接必须要牢固与持续,如此能够有效地防止线路中断情况的出现,杜绝数据丢失现象的发生。
(3)平面测量。平面测量是一项非常重要的工作,必须要引起各测绘人员的高度重视。X地区测绘人员应用GPSRTK技术的过程中采用了平面测量技术,该技术的优势在于能够有效提升测量工作的准确性。在移动站间距不大于15km时,观测作业能够在1min之内完成。
2.3对测量质量进行控制
测绘人员需要对手薄测量值进行检查,从而保障测量工作的质量。X地区测绘项目的工作人员在应用GPSRTK技术的过程中通过OTF来调整模糊度,从而大幅缩短了数据的解算时间,有效提升了测量工作的效率。通常情况下,待测区域内全球定位系统所锁定的卫星数量达到五颗时,全部数据的解算时间即为5s,与此同时,收敛区间不超过2cm。应当看到,收敛区间能够衡量测量数据的精准度是否合格,一般来讲,如果解算时间大于5s,则意味着收敛区间的精确度达不到要求,此时需要再次开展测量工作。
3.测绘工程中GPSRTK技术的应用实践及细节问题
3.1在公路建设测绘工程中的应用
在人们生活水平不断提升的背景下,公路工程数量越来越多。在GPSRTK技术日趋成熟的状态下,该项技术可以应用于公路施工中横断面与纵断面测量中,并根据测量所得到的数据进行中桩放样。此时工作人员会通过使用专业的GPSRTK设备,在合理布设测区以及基准站的基础上,利用用户接收机收集到实时测得的数据,经结算与转换过程,获取到精准的参数,进而得到该条公路所需的点位置坐标。通过获得的实时厘米级精度位置坐标,使得观测精准度能够达到规范要求与数据实时性需求,防止公路建设测绘工程中出现数据滞后的问题。但是在公路建设测绘中应用GPSRTK技术时,也需要注意操作人员操作水平,在规范细节操作的基础上,推动测量行业发展。
3.2准动态测量
准动态测量就是通过已知的控制点放置的基准站,通过跟踪可连续使用的定位卫星。当移动卫星初始化之后,开始针对需要测量的测站进行检测。并且每一个测量点都必须测量多个历元。这样的方法与快速静态测量方式有很多方面的区别。例如,测量时间要求有较大区别,并且移动站的移动过程中也不能失锁,必须在已知点或者其他的方面进行初始化操作。通过准动态测量的方法,能够用于工程定位、碎部测量、剖米娜测量以及路线测量等方式。在使用准动态测量的过程中,必须要保证基准站内部的GPS静态接收机同时拥有5颗以上的卫星进行连续运动,并且移动接收机与基站之间的距离也在10km之内[3]。此外,通过连续动态测量系统,也能够准动态测量的方式,连续动态测量的方式就在同样的控制点上防止静态GPS的接收机作为基准站,这样可以进行连续跟踪定位。移动接收机在初始化之后会进入连续运动的状态,并且根据指示的时间自动进行数据记录。这样的方法也常常运用在精准测量目标移动轨迹之中,例如测量中心航线以及航道等。
3.3环境状况影响GPSRTK系统的运作效率
例如正午阳光过于充足,那么GPSRTK系统就会受到电离层的干扰,卫星数目与强度信息接收精确性就得不到切实的保障,测量结果的信度与效度就受到不同程度的干扰[3]。另外,在偏远地区或者是植被较为茂密的区域信号强度极低,可能会若隐若现,采集、传导、解析数据的时间也比较漫长,对测量质量与测量进度造成恶劣影响。所以在这种局势中,就需要做好测量基地构建工作,最好选择较为宽敞地域,例如在地域支架天线之时,要确保电台天线架设高度,进而提升信号接收强度,在现实测量工作中最好联合全基站进行作业,进一步强化数据传导的顺畅性,最大限度地压缩环境对测绘工作带来的影响。与此同时,加大新技术、新设备开发力度,提升信号接受率,强化信号强度,降低信号干扰程度,这样一方面压缩人力成本,另一方面降低测量与数据传输时长,测量效率将会有大幅度提升。
3.4在桩基础测绘工程中的应用
在大部分工程施工中都会接触到桩基础测绘工程,只有桩基础质量更高,才能够为后期施工提供保障。采用传统方法进行桩基础测量时,往往需要测量出较多的数据,此时容易出现计算混乱的情况。而在桩基础测绘工程中应用GPSRTK技术时,则能够在完成基准站设置后,采集到精准度更高的桩基础数据,由于该种方法具有实效性强且操作简便的优势,因而并不需要测量人员提前测出所有数据再计算,此时可以在测量的同时进行计算,在一定程度上可以避免测量数据计算混乱的问题。但是在具体应用实践中,桩基础测量人员也需要提高对卫星接收数量的重视,从细节入手保证卫星接收数量大于4颗,此后设定流动站并完成放样施工,让测量精准度能够达到厘米级,最终完成桩基础的测量施工。
结论
通过本文对于测绘工程中GPS-RTK技术的特点进行全面的分析,能够更加有效地促进测绘工程的质量,同时也可以在实际的测绘工程中进行广泛的应用,帮助相关技术人员提高测绘的效率和水平。同时也必须针对GPS-RTK技术的影响因素进行处理,保证测绘工程的真实准确。
参考文献:
[1] 刘军.测绘工程中GPS RTK技术的应用实践及细节问题研究[J].科技风,2018(7):123-124.
[2] 刘家兴.测绘工程中GPS RTK技术的应用实践及细节问题研究[J].价值工程,2017,36(34):166-167.
[3] 许亮.GPS-RTK技术在土地整理测绘工程测量中的具体应用[J].民营科技,2017(9):2.