GPS-RTK在常規(guī)控制測(cè)量中的精度及可靠性分析

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【摘?要】RTK是一種新型的GPS測(cè)量方法，它基于GPS定位系統(tǒng)開展測(cè)量工作，具有定位精確度高，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需通視等各種優(yōu)點(diǎn)。在常規(guī)控制測(cè)量工作中，RTK技術(shù)的精度和可靠性受到了各種因素的影響。因此本文主要分析技術(shù)的精度和可靠性，提出幾點(diǎn)加強(qiáng)措施，精確地獲取測(cè)量工程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，推動(dòng)RTK技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】rtk技術(shù);常規(guī)控制測(cè)量;精度

近些年來，我國(guó)的各種項(xiàng)目都應(yīng)用了RTK這一測(cè)量技術(shù)，取得了良好的效果，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，RTK技術(shù)的性能更為優(yōu)良，精度控制在cm范圍之內(nèi)，能夠替代常規(guī)控制測(cè)量中的部分工作，現(xiàn)如今，已經(jīng)應(yīng)用于地形測(cè)量、工程測(cè)量、航攝測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域中，充分發(fā)揮了GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

1.GPS-RTK技術(shù)的工作原理

RTK技術(shù)指的是載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分差，它主要包括GPS接收設(shè)備，控制器，電臺(tái)，電源設(shè)備等等。它不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)靜態(tài)測(cè)量，同時(shí)還能開展實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。RTK技術(shù)的精準(zhǔn)度更高，將誤差控制在厘米以內(nèi)。在實(shí)際的測(cè)量工作中，通過基準(zhǔn)站無(wú)線電的接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸接收機(jī)，接收這些數(shù)據(jù)信息，然后利用GPS技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，利用其中的軟件系統(tǒng)等處理差分?jǐn)?shù)據(jù)值，然后轉(zhuǎn)換參數(shù)坐標(biāo)，得出xyz數(shù)值完成控制點(diǎn)的測(cè)量。

2.GPS-RTK技術(shù)的精度及可靠性分析

2.1GPS-RTK測(cè)量精度、可靠性與遮擋物影響的相關(guān)性

在實(shí)際的測(cè)量工作中，測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)不可避免地出現(xiàn)了各種障礙物，還有可能存在一些干擾的信號(hào)。GPS-RTK技術(shù)很容易受到障礙物的影響，在衛(wèi)星信息的傳輸接收的過程中，干擾信號(hào)或遮擋物對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響，測(cè)點(diǎn)位移發(fā)生了較大的變化，精度會(huì)有所降低，影響了GPS-RTK的可靠性。

2.2GPS-RTK測(cè)量精度、可靠性與衛(wèi)星分布相關(guān)性

GPS-RTK技術(shù)的核心為數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，主要依靠于衛(wèi)星傳輸。在實(shí)際的應(yīng)用中，GPS-RTK技術(shù)在4顆以上衛(wèi)星可以正常的運(yùn)行，測(cè)量可靠性和精度復(fù)合儀器標(biāo)稱精度，當(dāng)衛(wèi)星的接受數(shù)目達(dá)到6～9顆時(shí)，精度標(biāo)差并不會(huì)出現(xiàn)太大的變化。而當(dāng)衛(wèi)星接收數(shù)目為5顆時(shí)，標(biāo)差會(huì)明顯的改變。由此可見，GPS-RTK技術(shù)的可靠性和精度和衛(wèi)星的分布性呈相關(guān)性。

2.3RTK測(cè)量精度與基準(zhǔn)站點(diǎn)位相關(guān)性

在實(shí)際的應(yīng)用中，基準(zhǔn)站的點(diǎn)位也會(huì)對(duì)GPS-RTK可以測(cè)量的精度產(chǎn)生一定的影響，首先是測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)站的距離，小于6km時(shí)測(cè)量精度不會(huì)發(fā)生太大的變化。兩點(diǎn)距離超過6km會(huì)影響到數(shù)據(jù)的精確性。其次是兩點(diǎn)之間的高差，在實(shí)際的工作中，高差的控制發(fā)揮了十分重要的作用。需要將其控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，才可開展正常的測(cè)量工作，確保數(shù)據(jù)的精確性。此外如果兩點(diǎn)之間存在障礙物，那么GPS-RTK技術(shù)無(wú)法在此處進(jìn)行測(cè)量。

3.GPS-RTK技術(shù)在高速鐵路測(cè)量中的具體應(yīng)用

3.1地形圖測(cè)量

確定了控制點(diǎn)之后需要利用RTK技術(shù)測(cè)量獲取數(shù)據(jù)信息，然后繪制數(shù)據(jù)地形圖。在傳統(tǒng)的常規(guī)控制測(cè)量工作中，前期的規(guī)劃工作一般在帶狀地形圖上進(jìn)行。因此對(duì)于地形圖的要求極高，需要測(cè)量人員確保地形圖的可靠性，準(zhǔn)確性和現(xiàn)勢(shì)性，便于設(shè)計(jì)人員合理地設(shè)計(jì)施工方案，優(yōu)化路線的設(shè)計(jì)工作。利用控制點(diǎn)確定施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境和地形地貌，確定碎部點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)。然后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，確定該位置的特征信息和屬性信息，再由專業(yè)人員根據(jù)數(shù)據(jù)繪制數(shù)字地形圖，為工程的順利開展做好充足的準(zhǔn)備。

3.2工程放樣

在放樣工作中，需要測(cè)繪人員根據(jù)設(shè)計(jì)方案和GPS程序，計(jì)算中線數(shù)據(jù)確定放樣點(diǎn)位。在這個(gè)過程中，應(yīng)用RTK技術(shù)能夠保障中線點(diǎn)誤差不會(huì)積累，提高放樣的效率。在放樣工作中首先要輸入各控制點(diǎn)的樁號(hào)，然后輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)的方位，角直線距離，曲線距離，半徑距離等等，GPS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)處理這些數(shù)據(jù)，完成放樣工作。

3.3控制點(diǎn)復(fù)測(cè)

在開展控制點(diǎn)復(fù)測(cè)工作時(shí)，一般采用的是靜態(tài)網(wǎng)。在測(cè)量區(qū)域內(nèi)建立相應(yīng)的控制點(diǎn)，應(yīng)用RTK技術(shù)實(shí)施測(cè)量。可能測(cè)量工作的現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境十分復(fù)雜，在初期測(cè)量工作中，全站儀的應(yīng)用會(huì)受到一定的阻礙，難以保障其測(cè)量的精確度。因此在后續(xù)的測(cè)量工作中，利用了RTK技術(shù)進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保控制點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，提高工程測(cè)繪的質(zhì)量。首先利用靜態(tài)定位模式觀測(cè)控制點(diǎn)，然后利用接收機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)化，利用邊聯(lián)式復(fù)測(cè)線路首級(jí)控制網(wǎng)對(duì)終點(diǎn)和起點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，為工程單位提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，減少存在的誤差。

4.提升GPS-RTK技術(shù)的精度及可靠性的措施

4.1合理布控控制點(diǎn)

為了提升GPS-RTK技術(shù)的精度和可靠性，在實(shí)際的應(yīng)用中首先需要合理地分布控制點(diǎn)。做好這一工作，才能確保測(cè)量工作的順利進(jìn)行。可以采用相應(yīng)的技術(shù)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試工作確定控制點(diǎn)的合理性。并控制每個(gè)區(qū)域內(nèi)控制點(diǎn)的數(shù)量，通常相鄰的控制點(diǎn)之間距離應(yīng)小于工作半徑的2/3，如果測(cè)量的區(qū)域內(nèi)地理環(huán)境十分復(fù)雜，還需要適當(dāng)?shù)卦黾涌刂泣c(diǎn)的數(shù)量，做好前期測(cè)量的準(zhǔn)備工作，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度。

4.2合理選擇基準(zhǔn)站的位置

合理地選擇基準(zhǔn)站的位置，確保測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)站兩點(diǎn)之間的距離符合相關(guān)要求，減少影響因素才能提高測(cè)量的精度和可靠性。首先，選擇基準(zhǔn)站應(yīng)當(dāng)盡量避免大面積的平靜水域，草地，植被，灌木叢等，能夠很好地吸收信號(hào)能量，是十分理想的基準(zhǔn)站位置。當(dāng)然也可以選擇一些粗糙不平的地面。其次，應(yīng)當(dāng)盡可能避免高層建筑物的遮擋。此外，為了避免反射信號(hào)從天線抑制板上方進(jìn)入天線，產(chǎn)生一定的影響，因此基準(zhǔn)站的選擇不宜選擇在山谷，盆地等地的位置。

4.3重視復(fù)測(cè)結(jié)果

在實(shí)際的作業(yè)中，為了確保控制點(diǎn)的精確性，需要做好對(duì)控制點(diǎn)位的復(fù)測(cè)工作。PTK技術(shù)雖然具有實(shí)時(shí)快捷等各種優(yōu)勢(shì)，但是由于作業(yè)中缺乏檢核條件，也可能存在個(gè)別的誤差情況。因此需要測(cè)量人員，重視復(fù)測(cè)結(jié)果，做好對(duì)控制點(diǎn)的復(fù)測(cè)工作統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，減小誤差，獲得更為精確的數(shù)據(jù)。

5.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在測(cè)量工作中應(yīng)用RTK這一測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的精確性，獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，做好工程放樣工作，提高測(cè)量的質(zhì)量和效率。但是也會(huì)受到衛(wèi)星分布遮擋物基準(zhǔn)站位置等各種因素的影響，造成一定的誤差，因此在實(shí)際的工作中需要做好控制點(diǎn)位的合理設(shè)計(jì)工作，優(yōu)化基準(zhǔn)站等位置，選擇并做好復(fù)測(cè)工作，減少誤差，提高測(cè)量工作的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]王強(qiáng).GPS-RTK在常規(guī)工程測(cè)量中的應(yīng)用精度與可靠性[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017，（10）：200-201.

（作者單位：青海省有色第一地質(zhì)勘查院）