浅议GPS-RTK技术在测量工作中的应用

浅议GPS-RTK技术在测量工作中的应用

乌鲁木齐迈图测绘工程有限公司新疆伊犁伊宁市835000

摘要:近年来,测量技术随着经济的飞速发展得到了跨越式的进步。在发展的过程中,测绘技术逐步实现了测量采集和处理的数字化以及自动化;同时还能够实现程序化、科学化、规范化地管理测量的数据。在这个过程中,最先有GPS、GIS和RS(RemoteSensing,遥感技术),三者合称“3S”技术。在测量技术中,以GPS-RTK技术发展迅速,并在工程测量领域中越来越发挥着重大作用。在以往的工程测量中,我们往往会使用水准仪、经纬仪、钢尺等传统的仪器来测量高差、角度、距离,这些仪器和设备在测量时十分的费时费力,而且在精度方面达不到要求。

关键词:GPS-RTK;工程测量;技术特点

引言

GPS技术主要是利用卫星在全球范围内进行定位、导航的信息技术系统,这项技术被广泛应用于军事、工程、航海等领域,经常与RS、GIS技术一起使用,被称为3S技术,这样可以进行有效的信息采集、信息数据的处理、传播的一体化信息管理系统。在进行GPS使用的过程中,经常需要进行静态或者是动态的地域测量,在测量的过程中,非常容易出现各种各样的问题,但是在测量的过程中,使用载波相位动态实时差分技术,能够有效地将野外测绘工作的精确度提升到厘米的级别,这是GPS技术使用的过程中的里程碑。

1GPS-RTK技术的特点

1.1GPS-RTK概述

GPS技术早在19世纪80年代就已经被投入使用,随着科学技术水平的不断发展与完善,使之成为了一种新型的高科技应用技术。GPS测量技术具有精确度以及自动化程度较高,同时应用潜力大应用范围广的特点,尤其是在GPS定位系统得到大力开发的基础上,使得其应用优势更为明显。除此之外,在GPS定位技术以及测量技术为支撑的GPS工程测量技术的大量应用,使得工程行业加大了对GPS测量技术的研究力度,使其得到了更为广泛的发展。因GPS全球定位系统具有操作简单、可全天候作业以及精度和效率较高的特点,成为了如今导航系统中应用最广的技术。RTK测量技术即为实时动态测量技术,是以载波相位测量与数据传输技术相结合实时差分GPS测量技术,主要由三部分组成:基准站、数据链和移动站。利用基准站GPS接收监测所见的GPS卫星,同时利用无线电设备输送观测数据,满足用户需求。所以,即使外界环境较为恶劣,GPS-RTK还是可以得到厘米级的精度点位。

1.2GPS-RTK测量技术的优势

GPS-RTK测量技术与传统的测量工具相比,具有如下优点:①作业效率高。在一般情况下,高质量的GPS-RTK设立观测站一次就可以完成4~5km半径测区的观测任务,这种方式比使用经纬仪、水准仪、钢尺来进行观测可以省去大量的搬站工作,这就可以大幅度提高工作效率,降低工人劳动强度和工人使用量。②确定点位的准确度较高,在测量过程中只要满足RTK的基本工作条件,在4-5km的作业半径范围内,RTK在测量高程的精度都能够达到满足测量要求,即厘米级别。③能在环境条件差的条件下进行测量。在传统的测量中,比如控制测量,在选择控制点的时候就有一个要求就是相邻两点间要求相互通视,而RTK技术则可以不受此限制,该技术只要场地能够满足“电磁波通视”就可以观测,因此RTK技术受环境、地形等的影响和限制就较小。此外,该技术还具有数据安全可靠,没有传统观测时会积累误差等的优势。

2GPS-RTK技术在具体工程测量工作中的应用

2.1道路纵、横面及中线放样

RTK测量技术用于道路纵、横面及中线放样。放样测量中利用RTK方法,将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器,然后输入各个主控点的桩号,同时终点方位角、曲线段距离与直线段距离要确保准确。和传统坐标法相比,该方法大幅提升了测量速度。此外,进行加桩时,对加桩点的桩号和坐标可以直接输入。进行纵断放样也要在手簿中录入测量到的数据,这样可以生成放样点文件,然后就可进行放样测量工作,只要输入点号就出现相应的坐标,同时还可以生成链接图,非常直观。进行横断放样时,先确定横断面是半填半挖形式还是其他形式,然后将路幅宽度、路肩宽度、边坡坡度等测量到的数据录入,操作与纵断放样相同。通常,软件内部内置了绘图功能,所以测量线路沿线的横断面与纵断面均可绘制成图。

2.2图跟控制技术

积极采用GPS-RTK这种现代化测绘技术可以有效保证其测量结果的精确度,更好的满足图跟控制工作相关要求,但是在传统地质工作的勘察测绘环节,工作人员获取的数据信息无法满足图跟控制要求,存在数据精确度不高的情况,同时在进行图跟控制之后还需要对其结果再次进行计算和处理,如此一来,不仅工作效率低,还影响到人员后续工作的有序进行,给管理人员增加工作量。因此将GPS-RTK这种技术广泛应用在地质工作中的勘察测绘环节不仅提高了测量结果精确度,还促使了工作效率的进一步提升。

2.3在测量控制点工作中的应用

测量控制点是对已知的控制点进行测量其坐标的一些工作。在控制测量中分为整体控制测量和碎步控制测量,而进行这两个测量的过程中,经常会因为测量需要而局部加密,这就需要对一级导线先进行测量,但这样的操作虽然效果较好但是效率偏低,需要人员来回跑动多次观测。而如果采用GPS-RTK技术进行控制测量的话,就无需进行这项工作,而是只需要把流动站放置在需要测量的控制点上面,进行平滑测量工作,就可以得到符合精度要求的参数值。与此同时,如有更高要求,可以将考虑下测量的安全性和准确性,可以看出,采用该技术在控制测量中不仅仅可以大幅度提高控制测量的工作效率,还可以节约人力财力和物力。

2.4施工地形测量

在勘察测绘工作中由于施工要求需要对现场地形进行科学测量,比如某地质勘察工作人员在此过程中借助GPS-RTK技术,与此同时还使用了全站仪,通过应用先进技术,快速的完成了地形测量任务,以此实现了对现场地形的全面了解,这样做有助于及时掌握施工信息,同时大大提升了地形测量工作效率。

3GPS-RTK技术测量质量的控制

①要选择恰当的高程控制点数量。若是工程测量的区域范围比较广,为了确保高测量精准度,就需要对测量区域进行划分,分成若干个小区域,建立出拟合模型来实现测量。在高程拟合模型建立中,为了保证得到高程点的高精度,要严格要求高程的起算点,对高程起算点与点位稳定性,这些因素都会影响到测量精度。值得注意的是,在高程拟合中,为了保证水准点能均匀排列,则测量区域范围中的点数不能少于6个。②要选择合理的高程拟合模型,在高程拟合模型的选择与应用中,要与测量区域的情况结合在一起。通常情况下,要选择使用数学中的平面拟合法与二次曲面拟合法,采用这两种方式,实现对计算控制区域内的控制点与待定点数据进行有效测量。若是使用这两种结合形式,可以使用高精度的高程异常值,这样就算出现误差,误差也不会太大。③还要选择采用合理的高程拟合方法,上文提到的平面拟合法与二次曲面拟合法都是比较常用的。在实际工作中,因数学曲面模拟中出现大地水准面模型实现数据换算,在工程测量中高程精度会受到数学模型计算精度产生的不利影响。数学精度出现误差会导致正常点高程和待测点高程出现较大的误差,因此高程拟合方法的选择是十分重要的。

结束语

综上所述,在我国社会不断进步的前提下,各种先进设备大量涌现,比如全球定位技术,动态差分技术等,积极应用先进技术已经成为地质勘察工作稳定发展的必然趋势。因此工作人员要积极学习更多的现代化知识,掌握更多的先进技术,并将其积极应用在勘察测绘工作中,实现对放样工作,地形测量以及控制点的科学测量,通过采用GPS-RTK先进技术不仅有效提高了人员工作效率,还积极推动了我国地质测绘工作的更好发展。

参考文献

[1]金昱洋,李帅.GPS-RTK测绘技术在地质勘查测绘中的应用[J].工程技术:文摘版,2016(7):00022-00022.

[2]狄广礼,刘剑英.基于GPS-RTK技术在地质勘探工程测量中的应用研究[J].科技资讯,2015(5):51-52.

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