GPS—RTK技術(shù)在市政工程測(cè)繪中的應(yīng)用

馮寶豐

摘要：目前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，人們生活水平不斷提高，對(duì)市政工程建設(shè)也提出了更多的要求。我國(guó)政府也對(duì)市政工程建設(shè)予以了高度重視，并投入了大量的人力、財(cái)力、物力。不管是數(shù)量還是規(guī)模，市政工程都得到了極大的提升。在市政工程建設(shè)中，首先要做的就是測(cè)繪工作，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS - RTK 技術(shù)在工程測(cè)繪中得到了廣泛的應(yīng)用，并且發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。基于此，本文對(duì)市政工程測(cè)繪中 GPS技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，并詳細(xì)介紹 GPS - RTK 技術(shù)，并對(duì)其在市政工程中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：GPS - RTK 技術(shù)； 市政工程； 測(cè)繪； 應(yīng)用

引言

GPS 技術(shù)的應(yīng)用最早始于軍事領(lǐng)域，這是一種新型的空間定位技術(shù)，其特點(diǎn)在于具有較高的精度與強(qiáng)大的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的定位。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS 技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，在市政工程測(cè)繪中，通過(guò)應(yīng)用 GPS技術(shù)，使其定位測(cè)量的作用與功能得到充分的發(fā)揮，能夠有效監(jiān)測(cè)市政工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌。在進(jìn)行測(cè)繪的過(guò)程中，GPS 技術(shù)具有良好的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，受到自然氣候因素的影響相對(duì)較小，因此測(cè)繪測(cè)量的精度也得到了有效提高。在對(duì)GPS 應(yīng)用的過(guò)程中，隨著技術(shù)手段不但成熟，測(cè)繪效率得到不斷提高，并且隨著 GPS 技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，代替?zhèn)鹘y(tǒng)測(cè)繪技術(shù)將會(huì)成為必然。

一、GPS - RTK測(cè)量定位的基本原理

GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（Real - TimeKinematic）簡(jiǎn)稱RTK，RTK技術(shù)的基本原理是利用高精度載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)。具體的差分又可以分為位置差分、偽距差分以及相位差分。任何一種差分形式都是通過(guò)基站發(fā)送改正數(shù)據(jù)，通過(guò)流動(dòng)接受站點(diǎn)的接受最終對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行改正，從而獲得精確的定位。位置的確定會(huì)受到兩個(gè)因素的影響，第一是受到改正數(shù)的影響，第二是受到流動(dòng)站運(yùn)動(dòng)速度的影響。前兩種差分方式隨著流動(dòng)站運(yùn)動(dòng)速度的加快，中間接受處理數(shù)據(jù)的延時(shí)效果更加明顯，從而導(dǎo)致位置精度降低。因此，在市政工程測(cè)繪中，最常用的是相位差分技術(shù)。設(shè)定1臺(tái)GPS接收機(jī)為基準(zhǔn)站，將基站的位置參數(shù)輸入系統(tǒng)中。使用另外一臺(tái)或者多臺(tái)GPS設(shè)備作為流動(dòng)站點(diǎn)，兩邊同時(shí)接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，此時(shí)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站點(diǎn)之間通過(guò)互發(fā)接收到的信息完成實(shí)時(shí)差分和平差處理，從而獲取流動(dòng)站點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，并通過(guò)與預(yù)設(shè)精度的對(duì)比，完成最終結(jié)果的取值。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，數(shù)據(jù)的精確性跟數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)有非常密切的關(guān)聯(lián)，這兩項(xiàng)技術(shù)也是GPS - RTK技術(shù)得以應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。

二、市政工程測(cè)繪中GPS測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用

（一）在市政工程變形測(cè)繪中的運(yùn)用

市政工程建設(shè)所涉及的范圍通常較廣，且會(huì)存在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)、外力因素、人為因素等造成的建筑物位移、變形等狀況，進(jìn)而直接對(duì)市政工程測(cè)繪工作造成影響，并降低社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。通常來(lái)說(shuō)，建筑物沉降及大壩變形是工程變形的兩大類別，若在市政工程測(cè)繪中，能夠及時(shí)對(duì)其進(jìn)行變形測(cè)量，便可以有效降低工程變形對(duì)工程測(cè)繪產(chǎn)生的影響。當(dāng)前，GPS測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)逐漸被運(yùn)用于工程變形監(jiān)測(cè)中，通過(guò)利用較高精度的三維定位技術(shù)，來(lái)對(duì)建筑存在的各種細(xì)微變化予以分析，以便做好充分的防范準(zhǔn)備，降低經(jīng)濟(jì)損失，確保市政工程測(cè)繪質(zhì)量。

（二）工程平面測(cè)量

由于GPS-RTK技術(shù)具有較高的定位精度，可以通過(guò)建立工程現(xiàn)場(chǎng)的三維坐標(biāo)體系來(lái)進(jìn)行快速的定位，將工程空間數(shù)據(jù)定量化，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)全天候的不間斷測(cè)繪和勘測(cè)，有效保證了工程數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性，因此，GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值就得以體現(xiàn)。在市政工程中，由于其工程覆蓋面相較來(lái)說(shuō)比較廣，因此需要適當(dāng)擴(kuò)展工程測(cè)繪工作的工作面，從而將整個(gè)工程都納入平面測(cè)量的范圍中。在應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)采用當(dāng)前先進(jìn)的電磁技術(shù)從而代替以往在平面測(cè)量中的導(dǎo)線應(yīng)用；此外，GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用還有利于控制網(wǎng)測(cè)量和局部工程數(shù)據(jù)測(cè)量，從而將整個(gè)工程平面科學(xué)、合理進(jìn)行劃分，再通過(guò)利用GPS-RTK技術(shù)就可以有效對(duì)流動(dòng)站點(diǎn)和基準(zhǔn)站點(diǎn)之間的距離進(jìn)行控制，要注意的是這個(gè)距離需要控制在15km之內(nèi)。這個(gè)平面測(cè)量工作由于僅僅需要幾秒鐘的實(shí)踐，顯而易見(jiàn)，工程測(cè)量效率得到了大幅度的提升。

（三）高程測(cè)量

利用GPS來(lái)進(jìn)行高程測(cè)量，同時(shí)還需要結(jié)合水準(zhǔn)測(cè)量等方法，只有進(jìn)行區(qū)域性的聯(lián)合測(cè)量才能得到具有較強(qiáng)實(shí)用性的數(shù)據(jù)資料。這種方法具有均勻分布的特點(diǎn)，所以必須結(jié)合測(cè)量的資料來(lái)參考。利用GPS定位技術(shù)，它具有精確性，這樣就可以確保觀測(cè)點(diǎn)的一些數(shù)據(jù)的精確度，進(jìn)而再計(jì)算出點(diǎn)的高程等，然后結(jié)合大地水準(zhǔn)面建立模型，就可以進(jìn)行高程的獲取工作。通過(guò)利用GPS-RTK技術(shù)，精確測(cè)量的縱向和橫截面，此外通過(guò)點(diǎn)快速進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，不但可以保證測(cè)量工作的質(zhì)量，還可以大幅提高生產(chǎn)效率。

（四）在隧道市政工程測(cè)繪中的運(yùn)用

在以往的隧道工程測(cè)繪中，通常需要工作人員進(jìn)行自行操作，而這種人為操作形式，難以保證測(cè)繪工作的精度，且工作效率較差。尤其在隧道市政工程測(cè)繪中，其地質(zhì)條件較為復(fù)雜，若是沒(méi)有對(duì)復(fù)雜地段進(jìn)行安全性分析，很容易出現(xiàn)安全事故。而利用GPS測(cè)繪代替人工作用，可以保證工程測(cè)繪的安全性，且在實(shí)際測(cè)繪中，可以實(shí)現(xiàn)工程測(cè)繪的交互定位，并顯示出精確的測(cè)繪結(jié)果，對(duì)工程測(cè)繪工作流程進(jìn)行分析，以確保測(cè)量技術(shù)在實(shí)際工程測(cè)繪中達(dá)到最佳的效果。同時(shí)，在工程測(cè)量前，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，還可以對(duì)實(shí)際測(cè)量的位置予以分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中有可能發(fā)生的問(wèn)題，做好相應(yīng)的防治措施，以確保測(cè)量工作者的安全。而在隧道工程測(cè)繪中，通過(guò)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)繪，還能夠保證測(cè)繪數(shù)據(jù)的專業(yè)性、權(quán)威性。

（五）在野外施測(cè)選點(diǎn)中的運(yùn)用

當(dāng)前，在科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展之下，市政工程的測(cè)繪工作，對(duì)于數(shù)據(jù)精確度要求越來(lái)越高，而為了確保測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度、專業(yè)度，便可以通過(guò)利用GPS測(cè)繪技術(shù)，對(duì)市政工程進(jìn)行勘察測(cè)繪。通常來(lái)說(shuō)，勘察測(cè)繪工作會(huì)受到野外環(huán)境的限制，例如流水、高地、冰川等，使得市政路橋地質(zhì)工程的勘察測(cè)繪精確度受到較大影響。而GPS測(cè)繪技術(shù)可以在惡劣環(huán)境下保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，大大降低了對(duì)于位置的選擇，進(jìn)而避免了各種環(huán)境因素對(duì)測(cè)繪進(jìn)度造成的影響。

結(jié)語(yǔ)

GPS - RTK 技術(shù)的發(fā)展，不斷降低著在工程上的應(yīng)用成本，同時(shí)提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，這對(duì)于保證工程施工的可靠性和穩(wěn)定性具有重要意義。當(dāng)前的 RTK 技術(shù)應(yīng)用會(huì)受到一定干擾因素的影響，但隨著電磁波等技術(shù)的不斷發(fā)展，影響因素將會(huì)不斷減少，從而擴(kuò)大 GPS - RTK 技術(shù)的應(yīng)用范圍。希望通過(guò)本文論述，為行業(yè)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)一份力量。

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