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摘要;全球定位系统以其高效、高精度、操作简便享誉测绘界,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。GPS载波相位差分技术又称RTK(RealTimeKinematic)技术,是目前最为广泛使用的测量技术之一,GPSRTK测量以其快速实时、厘米级精度等特点广泛应用于工程测量中。
关键词:GPS-RTK技术;工程;测量;应用
前言:随着我国国民经济的快速增长,测绘工程建设迎来前所未有的发展机遇,对测绘工程测量的效率和精度也提出了更高的要求。RTK技术因其高效率、高精度、操作简便等传统测量方法所不可比拟的技术优点,在测绘工程中的应用有着非常广阔的前景。
1.GPSRTK技术概述
GPSRTK技术(实时动态卫星全球定位技术)就是利用美国的全球定位系统GPS,依据RTK原理实时计算显示出接收站(测点)的三维坐标。我国的北斗卫星导航系统(CNSS)将于2020年左右建成,并将覆盖全球,届时,GPSRTK技术可能改称为CNSS-RTK技术。GPSRTK技术应用于测量工程,方法是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机对卫星进行连续观测,基准站将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动站,移动站上的接收机在接收卫星信号的同时通过无线电传输设备接收基准站上的数据,移动站上的计算机(工作手簿)运行内置的程序即时计算显示出移动站的三维坐标和测量精度。
2GPS-RTK技术在工程测绘中的应用优势
2.1作业条件要求低
应用GPS-RTK技术时,只需要能够接受到手机信号或是达到“电磁波通视”要求即可,而不需要求两点间满足光学通视。相较于普通测量方式而言,GPSRTK技术受气候条件、照明程度、能见度以及通视条件影响较小,即便在通视受限或两点间无法通视、受高层建筑阻挡或树林密集、地形复杂达到条件下,依旧能够采用GPSRTK技术进行测量。
2.2定位精度高
采用GPS-RTK技术测量时,是独立采集各个测点数据,数据信息可靠、准确,没有累计误差的出现。然而,普通的测量方法则存在累计误差的情况,通常使用同控制点施测或平差消除法来控制测量准确度。在采用GPS-RTK技术测量时,只需要在特定作业半径范围内,且符合基本的GPS-RTK工作条件,信号充足、移动站可以大致对中、基准站能精确整平对中的情况下,通过GPS-RTK技术所测量的数据均能达到厘米级高精度。
2.3自动化程度高
GPS-RTK技术具有兼容性好、集成化程度高的特点,极易连接计算机,能够装载各类测绘软件,并将数据快速导入到绘图软件当中,大大减少人工工作量,减少由于人为失误而产生的误差,在很大程度上提高了作业的精度。
2.4作业效率高
在普通地形地势下,设立基准站一次就能够完成4km半径范围内的线路勘测、放样以及地形图测量等测量工作,在极大程度上减少普通测量所需的控制点数量,并减少了布设图根控制网这类测绘工作,并且减少搬动测量仪器的次数。
3.实际工程分析
3.1工程实例
本文选择的工程实例是西南地区的一项大型地籍测量工程,根据工程的实际情况将该地区的地理特点分为两部分,一部分位于南半区,该区域交通便捷、地势较为平坦;另一部分位于北半区域,地形较为复杂,有大量的山区、河流,并且山谷较深、极为狭窄,山谷谷底的宽度大约是50米,两侧的上坡十分陡峭,有部分区域呈现竖直状态。由于改区域的环境恶劣,河段区域无植被覆盖。此次地籍测绘的区域在20千米以内,海拔为800到3000千米,部分范围无公路,难以通车。河水水流较急,恰逢冰雪融化之际,水温较低,难以涉水过河,在如此复杂的地形条件下,如果采用传统的测绘方式,将会耗费大量的人力、物力、资金,并难以保证测量质量,利用航空摄影的方法测量到该区域1:5000的地形图,再利用RKT技术对测量进行测控。
3.2测量精度分析
利用GPS、RTK技术进行测量之后,为了确保测量精度满足相关标准,选择改工程区域内的三个坐标点进行测量和比较。根据测量经验,RKT测量的平面精度很难受外界因素所影响,但是高程的测量精度就会受到一定影响,追其原因是因为受地球高层异常的影响所致。所以,在进行像控点测量的过程当中,应当对已知点高程进行反复测量及比较。国家水利水电工程的测量规范中规定了基本高程的中差应当控制控制在±20米,本次工程是1:5000的地形图,其等高距是5米,那么该地区的高程中差误差就必须控制在±0.25米左右[2]。
4、GPS-RTK技术在工程测量中控制
RTK确定整体性能的模糊度的可行性、可靠性是非常高的,RTK技术比静态的GPS还要多出很多的误差因素。比如说数据链接传输造成的误差等,都与RTK测量成果质量有关。因此,RTK测量与GPS静态测量相比较,更容易出现误差,必须进行质量的有效控制。RTK测量进行有效质量控制的方法主要有以下几个方面:
2.1已知点的检查、核对比较法。在布置检测控制网的时候,要采用静态的GPS或者全站仪,尽量的多检测出一些控制点,然后再利用RTK技术测出这些控制点的具体坐标位置,进行对坐标的检查、核实、比较,及时的发现问题,采取有效措施解决问题。
2.2重新测量比较法。在每一次初始化成功以后,首先应该做的事是重新进行测量已经测过的RTK点,或者是高精度的控制点,确定没有问题后,在进行RTK测量。
2.3电台变频的实时检测法。首先要在检测的区域内建立两个或者两个以上的基准站,每一个基准站都要采用不同的频率发送已经改正的数据,流动站要用变频的开关有选择性的、分别的将接收的各个基准站以及改正的数据,得出两个或者两个以上的解算结果,比较这些数据的差值,以判断出结果。
结束语
总而言之,GPS、RTK的测绘技术已经成为了现代工程勘测工作中的关键技术,这项技术的应用范围越来越广,测量准确性也越来越高。但是,在实际应用过程当中,也具有一定局限。因此,为了全面保障测绘的准确性,技术人员务必对一些影响测绘效率的因素进行分析,尽可能降低这些因素对测绘的干扰,从而保证测量出来的数据信息的准确性、可靠性。GPS、RTK测绘技术的操作比较简单,可是稳定性相对较低,极易受到卫星状况、空气情况等因素的影响,所以,应用这项技术的过程中,检测人员可以采取多设置测控点的方式来提高卫星定位的精准性,并对每个测控点进行反复测量,确保测量误差在规定的范围之内,这样才能使测绘质量得到提高。GPS、RTK的测绘技术省时省力,减轻了测量人员的劳动力度、提高了测量效率,是勘测观察中的关键技术、核心技术。
参考文献:
[1]许为民.GPS――RTK实时动态技术在地籍及房地产测量中的应用[J]科技信息
[2]邬晓光,黄北新,丁锐.GPS――RTK技术在城市测绘工程中的应用[J]城市勘测
[3]严小平.GPS――RTK在城镇地籍测量中的应用分析[J]城市勘测