摘 要：隨著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，GPS-RTK技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，在土石方工程中利用GPS-RTK進(jìn)行測量不僅能夠滿足場地平整、土方量核實(shí)等工程測量要求，而且在土石方工程中應(yīng)用還能夠提高工作進(jìn)度，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。該文首先對GPS-RTK技術(shù)的概念以及工作原理進(jìn)行簡單的介紹，然后詳細(xì)分析了的GPS-RTK技術(shù)在土石方工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS—RTK 土石方工程 應(yīng)用 研究

中圖分類號：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-01

近年來，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了GPS RTK技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，這種日益成熟的GPS測量技術(shù)在工程測量中，以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)受到人們越來越多的關(guān)注，被廣泛應(yīng)用在包括土石方在內(nèi)的工程測量的各個(gè)領(lǐng)域。

1 RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量

1.1 RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量

GPS（Global Positioning System）即全球定位系統(tǒng)，RTK（Real Time Kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量，是將GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)結(jié)合在一起的一種GPS測量方法，是GPS測量中一種常用的測量方法。RTK的定位技術(shù)，采用的是基于載波相位觀測值的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，在野外測量時(shí)，能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)解算，實(shí)時(shí)得到厘米級的定位精度，同時(shí)還具有觀測時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)[1]。GPS—RTK技術(shù)近年來得到了快速發(fā)展，并逐漸趨向成熟，目前已廣泛應(yīng)用于工程測量的各個(gè)領(lǐng)域，其在土石方工程測量中更是極大地提高了測量的效率。

1.2 RTK工作原理

RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)包括有GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和軟件系統(tǒng)三個(gè)部分。數(shù)據(jù)傳輸和處理技術(shù)是RTK技術(shù)的關(guān)鍵，因而，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備系統(tǒng)是RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，它通過基準(zhǔn)站的發(fā)射電臺和流動(dòng)站的接收電臺來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量。RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)的工作原理簡單來說，就是在基準(zhǔn)臺設(shè)一臺GPS接收機(jī)，將對所有可見GPS衛(wèi)星的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)用無線電設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸給用戶觀測站，用戶觀測站依據(jù)相對定位的原理，將接收到的GPS衛(wèi)星信號和傳輸過來的觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)解算，計(jì)算出顯示用戶觀測站的三維坐標(biāo)和精度，而通過定位的結(jié)果，可以對基準(zhǔn)站和用戶觀測站的觀測質(zhì)量和結(jié)算結(jié)果進(jìn)行檢測，從而實(shí)時(shí)地判定出結(jié)算結(jié)果正確與否[2]。由于這一過程是實(shí)時(shí)的，能有效地縮短觀測的時(shí)間，提高工作效率。而且，RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量能夠?qū)崿F(xiàn)土石方工程項(xiàng)目中的各種控制測量和地形測圖。

2 RTK在土石方工程中的應(yīng)用

2.1 確定測量方案

RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量雖然能夠有效地提高工作效率，進(jìn)行精確的定位和計(jì)算，但在土石方工程的測量中，并非是所有的測量都適合使用RTK技術(shù)，因而在進(jìn)行測量前，應(yīng)先根據(jù)工程測量環(huán)境的實(shí)際情況，通過比較選擇合適的測量方案和測量模式。使用RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)進(jìn)行土方測量時(shí)，需要對至少5顆以上的分布良好的衛(wèi)星進(jìn)行同步連續(xù)的跟蹤，同時(shí)基準(zhǔn)站和運(yùn)動(dòng)點(diǎn)之間的距離不應(yīng)超過5 km，以確保測量結(jié)果的精確。在作業(yè)中時(shí)，還需要對最大點(diǎn)位的中誤差進(jìn)行限制，以保證實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)狀態(tài)下移動(dòng)站的實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)和相應(yīng)的坐標(biāo)分量的中誤差符合記錄要求。

2.2 實(shí)施過程

（1）數(shù)據(jù)采集

選定測量方案和模式后，可以在工程觀測區(qū)的首級控制基礎(chǔ)上，建立起RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)?；鶞?zhǔn)站要設(shè)置在視通開闊、干擾性小的地點(diǎn)，在基準(zhǔn)站設(shè)置一臺GPS接收機(jī)，連續(xù)對測區(qū)五顆以上的可見衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤，將其連接到電臺以發(fā)送實(shí)時(shí)的信息；對另外兩臺GPS接收機(jī)中靜態(tài)的一臺通過在基準(zhǔn)站附近觀測數(shù)分鐘的方法進(jìn)行初始化，對已知點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)和高程檢查確定系統(tǒng)無誤后，將另一臺接收機(jī)從站點(diǎn)開始進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過程中，按照現(xiàn)場繪制的草圖進(jìn)行圖根點(diǎn)的布設(shè)?，F(xiàn)場草圖的繪制可以參照大比例地形測圖采集地形點(diǎn)的要求，測區(qū)內(nèi)地形平坦的地方按照方格網(wǎng)法，地形復(fù)雜的死去則對溝、渠、坑等特征點(diǎn)進(jìn)行加密測量。

（2）數(shù)據(jù)處理

通過外業(yè)采集后，將采集的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)計(jì)算機(jī)內(nèi)，并對采集的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行合并比較，將點(diǎn)位不能滿足計(jì)算要求和在外業(yè)采集中誤操作記錄的數(shù)據(jù)，以及超限數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，只保留符合計(jì)算要求的正確的數(shù)據(jù)。

確保保留的數(shù)據(jù)正確完整后，按照現(xiàn)場繪制的草圖對圖根點(diǎn)進(jìn)行折斷線的連接，以保證數(shù)字地面模型生成時(shí)，通過對測點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行約束，使各個(gè)測點(diǎn)之間的拓?fù)溥B線與實(shí)際地形更加符合。在進(jìn)行折斷線的連接時(shí)，需要將屬性相同的特征點(diǎn)進(jìn)行連接，如溝邊和溝底，使生成的數(shù)字模型最大程度地接近實(shí)際地形。接著按照工程甲方的要求，計(jì)算確定工程施工的內(nèi)外邊界線，最后將測量的三維坐標(biāo)點(diǎn)、折斷線等數(shù)據(jù)進(jìn)行分層儲存，以方便數(shù)據(jù)管理和計(jì)算。數(shù)據(jù)儲存完成之后，即可根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)要求計(jì)算土方數(shù)量，提供施工的最佳平面設(shè)計(jì)圖，進(jìn)而完成土石方工程的測量全過程。

3 RTK在土石方工程中的應(yīng)用中注意的

問題

在GPS-RTK土方工程測量中，應(yīng)該注注意以下幾個(gè)問題：（1）首先在各方格網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)該保證與基準(zhǔn)站的控制點(diǎn)一致，并且還應(yīng)該注意GPS接收機(jī)的頻率和就近的基準(zhǔn)站頻率保持一致，以保證GPS接收機(jī)滿足基準(zhǔn)站作業(yè)要求。（2）流動(dòng)站的參數(shù)設(shè)置也應(yīng)該與基準(zhǔn)站的設(shè)置一致，尤其是電臺通道，應(yīng)使用一個(gè)通道，以保證接受信息的可靠性。（3）如果在測量的過程中由于某些地區(qū)由于建筑物或者樹木的遮擋而導(dǎo)致沒有信號，各網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)無法采集時(shí)，則可以在附近不遠(yuǎn)處采集與其高度相同的點(diǎn)，然后進(jìn)行處理，在測量的過程中，也可以沿這同一方向測量一點(diǎn)，最后可以采用內(nèi)插的方法進(jìn)行確定放格點(diǎn)的高度，以減少對土石方測量準(zhǔn)確性造成影響。（4）注意選擇最佳的測量時(shí)間，在實(shí)施RTK對土方工程進(jìn)行測量時(shí)盡量選在上午11：00之前和下午3：30之后，實(shí)踐證明晚上進(jìn)行RTK測量能夠達(dá)到最佳的測量效果。所以如果條件允許的情況下，盡量在晚上進(jìn)行測量，并且應(yīng)注意避免在惡劣天氣下進(jìn)行測量，以保證測量的準(zhǔn)確性和可靠性。綜上所述，GPS-RTK技術(shù)的高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量在工程測量中能夠更好地進(jìn)行工程放樣、地形測圖等外業(yè)作業(yè)，既能實(shí)現(xiàn)厘米級的精度定位，又能縮短測量時(shí)間，提高工作效率，是GPS在工程測量應(yīng)用中的里程碑。但是RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)在作業(yè)時(shí)，需要保持對可見衛(wèi)星的連續(xù)性跟蹤，因而，一旦發(fā)生失鎖的狀況，就需要對系統(tǒng)重新進(jìn)行初始化的

工作。

參考文獻(xiàn)

[1]張冠軍，張志剛.應(yīng)用GPS-RTK進(jìn)行場地土方工程測量及其計(jì)算.[J].測繪通報(bào)，2004（11）：45.

[2]柳麗芳.GPS在工程測量中的應(yīng)用探究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（5）：48-49.