GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

高道林

摘要：GPS，也就是全球定位系統(tǒng)，RTK，是實時動態(tài)差分法。GPS-RTK，利用的是載波相位動態(tài)差分的方法，來實現(xiàn)野外實時厘米級精度測量，具有相當(dāng)高的野外工作效率，其作業(yè)條件要求較低，且操作簡便、高效，不會有測量誤差的積累，定位精度較高，數(shù)據(jù)處理可靠，對于工程測量有著重要的作用。本文以實際工程為例，介紹了GPS—RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，總結(jié)了幾點體會。

關(guān)鍵詞：GPS—RTK技術(shù)；工程測量；輸氣管道工程；中線放樣

1GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

1.1 控制測量

控制測量，是工程建設(shè)、管理與維護的重要保證，其測量中的控制網(wǎng)網(wǎng)型與測量精度，需要根據(jù)工程的實際規(guī)模與性質(zhì)來判斷。以城市控制網(wǎng)為例，其優(yōu)點在于精度高、面積大，且使用較為頻繁，但由于城市發(fā)展建設(shè)的問題，工程施工中極容易破壞控制網(wǎng)導(dǎo)線，對工程測量的效率與效果產(chǎn)生影響。因此，控制網(wǎng)測量對于精度有著極高的要求。而使用GPS-RTK技術(shù)進行控制測量，只需要選定合適的基準(zhǔn)站和流動站，就可以完成相應(yīng)的測量工作，如果測量點無法設(shè)置控制點，還可以通過交會法等間接的方法來實現(xiàn)控制測量。相比于傳統(tǒng)的控制測量方法，GPSRTK技術(shù)避免了點與點之間必須保持通視的弊端，其覆蓋面積以及測量效率、測量精度有所提高，且花費的費用也相對較小。

1.2 施工放樣

施工放樣，是工程建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作，對于工程建設(shè)的開展與竣工后的工程質(zhì)量有著重要的影響。采用GPS-RTK技術(shù)進行施工放樣，只需要在RTK控制器中輸入相應(yīng)的放樣起點坐標(biāo)、終點坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)交和半徑等放樣參數(shù)，就能夠快速準(zhǔn)確的完成施工放樣工作。在利用GPS-RTK技術(shù)施工放樣中，可以利用坐標(biāo)及樁號進行放樣，也可以在放樣過程中進行誤差的判斷與控制，從而消除了累積誤差的產(chǎn)生，有效地保證了放樣的精確度。

1.3 碎部測量

在利用傳統(tǒng)測量方法進行碎部測量時，不僅要進行控制點的布設(shè)工作，還需要保持測量過程中監(jiān)測站與所測點之間的持續(xù)通視，最少需要2～3人來完成整個工作，且對人員的技術(shù)水平以及工作能力有著較高的要求。而使用GPS-RTK技術(shù)進行碎部測量，則可以免除布設(shè)控制點的工作環(huán)節(jié)，只需要1位具有測量經(jīng)驗的工作人員，在其攜帶的儀器當(dāng)中輸入碎部點的輸入特征編碼，就可以通過測圖軟件完成地形圖的繪制，然后，將獲得的碎部屬性與坐標(biāo)信息輸入到相應(yīng)的儀器當(dāng)中，就可以完成整個碎部測量工作。

2 GPS RTK 技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用實例分析

以某煤層氣輸氣管道工程線路測量及中線放樣為例

2.1 工程概況

某煤層氣輸氣管道工程全長89km。其中主管線長79km；支管線10km。設(shè)計壓力4.5MPa，設(shè)計輸氣量3.2×108m3/a。主管線d508mm，支管線d168.3mm，按照設(shè)計要求需進行煤層氣輸氣管道線路工程1：2000地形圖測量，晉煤機關(guān)末站、長治末站及線路閥室和調(diào)壓站的1：500地形圖測量。

2.2 控制測量

2.2.1 平面控制測量

首級平面控制測量采用6臺套中海達GPS接收機進行靜態(tài)網(wǎng)聯(lián)測量，根據(jù)沿途國家等級控制點情況，首級平面控制布設(shè)了GPSE級點48個，編號為G001～G048。實地埋石或打鋼釘標(biāo)志。GPS網(wǎng)的布設(shè)根據(jù)測區(qū)實際需要預(yù)期達到的精度、測區(qū)自然地理及交通狀況等，按照優(yōu)化設(shè)計原則進行。點位選在視野開闊、交通方便、地面穩(wěn)定的位置。在此基礎(chǔ)上以動態(tài)GPS測量RTK點作次級加密。所選E級GPS點按照規(guī)范要求布設(shè)在利于接收機接收衛(wèi)星信號，遠離其他電磁干擾地點，保證了采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量。采用抵償高程面上的高斯正形投影3°帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。

觀測時嚴(yán)格按照規(guī)范要求，準(zhǔn)確對中。觀測人員都嚴(yán)格按照規(guī)定時間進行作業(yè)，保證有足夠的同步觀測時間。接收機開啟前和作業(yè)過程中，逐項填寫觀測手簿，精確量取天線高2次，準(zhǔn)確記錄，確保無誤。基線解算及網(wǎng)平差采用隨機軟件解算，重復(fù)基線差和基線環(huán)閉合差均不超限，滿足規(guī)范要求。

2.2.2 高程控制測量

首級高程控制雙頻GPS高程擬合，在測區(qū)兩端有三家店II等水準(zhǔn)點和D001、D002II等水準(zhǔn)點為起算數(shù)據(jù)，作為已知高程。GPS外業(yè)觀測完成后將3個高程已知點和其他高程未知點進行雙頻GPS高程擬合測量，擬合的測量精度滿足規(guī)范的要求。外業(yè)用電磁波三角高程聯(lián)測用南方606型2″級全站儀進行五等電磁波測距三角高程測量往返高差測量檢核，儀器高和目標(biāo)高均量到毫米，符合要求。

2.2.3 線路中線控制測量

根據(jù)甲方設(shè)計人員實地踏勘所定中線方向，埋設(shè)選線中線樁和測量控制樁。為了方便以后施工，在中線樁附近以同樣精度施測了2～3個固定控制樁，固定樁和中線樁采用V8動態(tài)雙頻GPS接收機，用RTK方式采集點的平面坐標(biāo)和高程。在進行RTK測量時，時時查看解算點的點位精度及高程精度。

2.3 1：2000線路帶狀圖測量

地形圖測量采用全野外數(shù)字化測圖。分3個作業(yè)小組，外業(yè)使用1臺全站儀及3臺套RTK進行數(shù)據(jù)采集，內(nèi)業(yè)使用南方CASS7.1數(shù)字化成圖軟件編輯，最終提供AutoCAD格式的*.dwg圖形文件。

采用動態(tài)RTK測量時流動站距參考站的距離不超過5km。原始數(shù)據(jù)當(dāng)天下載、備份，以防丟失。當(dāng)天數(shù)據(jù)當(dāng)天處理，發(fā)現(xiàn)漏點或超限點要及時補測、重測。根據(jù)設(shè)計要求，測圖范圍為管線兩側(cè)各60m以內(nèi)管道、電線、通信線、鐵路、公路、大車路、里程碑、河流、橋涵、獨立樹、房屋等實測。所有線型、字體的比例及格式均嚴(yán)格按照設(shè)計書要求執(zhí)行。

2.4 中線放樣

根據(jù)設(shè)計人員提供的中線設(shè)計坐標(biāo)，現(xiàn)場用動態(tài)RTK進行實地放樣，在儀器手薄中輸入放樣坐標(biāo)后，軟件會自動解算此點的相關(guān)信息，作業(yè)人員根據(jù)提示能夠快速準(zhǔn)確地放樣出點位。

3 結(jié)論：

由于正值夏季，線路兩旁植被及農(nóng)作物較多，通視條件不好，用常規(guī)儀器測量費時費工，工作量較大，而且誤差較大，所以采用GPS—RTK測量地形圖，不僅高效快速，而且精度也比較高。RTK測量不要求基準(zhǔn)站、移動站通視，不受氣候、季節(jié)等因素的影響，而且作業(yè)距離和范圍大大擴展，使測量工作變得更容易、更輕松。在建筑物比較密集的地方，可用全站儀配合RTK進行測量，提高了作業(yè)效率。

參考文獻：

[1]淺論GPS（RTK）在工程測量中的應(yīng)用及其優(yōu)點[J].陸立飛.世界有色金屬.2017（01）

[2]GPSRTK技術(shù)在地質(zhì)勘探工程測量工作中的應(yīng)用[J].彭學(xué)勤.低碳世界.2014（15）endprint