谷郁偉

摘 要：GPS-RTK技術(shù)是一種新型的GPS測(cè)量方法，具有測(cè)量精度高、外業(yè)作業(yè)效率高等優(yōu)點(diǎn)，該文主要就GPS-RTK技術(shù)的定義以及主要的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述，重點(diǎn)分析了該技術(shù)在國(guó)土測(cè)量過(guò)程中的具體應(yīng)用問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK技術(shù) 國(guó)土測(cè)量 工作原理 優(yōu)點(diǎn) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P228.42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（b）-0069-02

我國(guó)國(guó)土面積廣闊，地勢(shì)比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)與設(shè)備難以滿足勘測(cè)精度要求，為國(guó)土測(cè)量工作帶來(lái)了較大的困難，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)水平也有了明顯的提高，GPS-RTK技術(shù)是一種具有較高勘測(cè)精度的新的勘測(cè)方法，現(xiàn)階段已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)土測(cè)量、地籍測(cè)量、礦山測(cè)量等工作之中。

1 GPS-RTK技術(shù)概述

1.1 GPS-RTK技術(shù)的工作原理

GPS-RTK技術(shù)也就是衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，GPS-RTK系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、GPS接收機(jī)以及軟件系統(tǒng)3個(gè)部分組成。具體的應(yīng)用過(guò)程中至少需要有兩臺(tái)GPS接收機(jī)，一臺(tái)作為基準(zhǔn)站，一臺(tái)作為流動(dòng)站，兩臺(tái)要同時(shí)開始工作。兩個(gè)測(cè)站的載波相位觀測(cè)量主要利用載波相位查分技術(shù)進(jìn)行處理，工作過(guò)程中，首先利用三腳架將GPS接收機(jī)固定在參考站的一點(diǎn)上，通過(guò)基準(zhǔn)站系統(tǒng)能夠采集可用衛(wèi)星的原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成之后，串行端接口會(huì)將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到無(wú)線發(fā)射電臺(tái)上，發(fā)射電臺(tái)會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行包裝后傳輸出去，流動(dòng)站電臺(tái)會(huì)接收到基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)出的各種GPS原始數(shù)據(jù)信息，同時(shí)流動(dòng)站的GPS接收機(jī)也會(huì)將當(dāng)前位置本機(jī)的原始數(shù)據(jù)收集起來(lái)。流動(dòng)站接收機(jī)的原始數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)站接收機(jī)的原始數(shù)據(jù)同時(shí)匯集在流動(dòng)站接收機(jī)中，統(tǒng)一處理之后，能夠計(jì)算出兩個(gè)接收機(jī)之間的基線向量。然后利用該基線向量以及已知的基準(zhǔn)站位置能夠計(jì)算出流動(dòng)站的精確坐標(biāo)，勘測(cè)人員利用流動(dòng)站系統(tǒng)能夠?qū)y(cè)區(qū)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位測(cè)量、地形測(cè)量及其他的地質(zhì)測(cè)量工作。

1.2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

GPS-RTK技術(shù)具有測(cè)量作業(yè)效率高、測(cè)量精度高、具有實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，GPS-RTK設(shè)備的放樣精度能夠達(dá)到厘米級(jí)別，與傳統(tǒng)導(dǎo)線測(cè)量相比，GPS-RTK技術(shù)的作業(yè)效率是導(dǎo)線測(cè)量的2～4倍，作業(yè)效率明顯提高。GPS-RTK技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行野外觀測(cè)，數(shù)據(jù)可以現(xiàn)場(chǎng)校核，這是傳統(tǒng)的測(cè)量手段難以實(shí)現(xiàn)的。GPS-RTK技術(shù)中，移動(dòng)站與基站之間不需要通視，觀測(cè)的距離自然就會(huì)更遠(yuǎn)，可以進(jìn)行全天24 h作業(yè)。

2 GPS-RTK技術(shù)在國(guó)土測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 測(cè)量點(diǎn)及測(cè)量方法

利用GPS-RTK技術(shù)開展國(guó)土測(cè)量工作時(shí)，地質(zhì)勘測(cè)人員首先需要詳細(xì)地收集待測(cè)量區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，安置好平面控制點(diǎn)以及高層控制點(diǎn)的位置，根據(jù)精度大小將這些控制點(diǎn)劃分為不同的級(jí)別，各控制點(diǎn)間不同等級(jí)點(diǎn)要能夠通視。具體的測(cè)量工作中，以動(dòng)態(tài)測(cè)量、網(wǎng)絡(luò)RTK以及單基準(zhǔn)站測(cè)量為主，避免出現(xiàn)通信不佳、不良現(xiàn)象。測(cè)量過(guò)程中要正確選擇高層系統(tǒng)級(jí)坐標(biāo)系，做好參數(shù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，測(cè)量過(guò)程中要詳細(xì)檢查所有的測(cè)量?jī)x器，保證全部的設(shè)備都能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，基準(zhǔn)站位置必須要符合相關(guān)的規(guī)定，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

2.2 GPS-RTK技術(shù)在國(guó)土測(cè)量中的應(yīng)用

地籍測(cè)量是國(guó)土測(cè)量工作中的主要業(yè)務(wù)之一，下文結(jié)合某市地籍測(cè)量實(shí)際案例，就GPS-RTK技術(shù)在國(guó)土測(cè)量中的具體應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討分析。

某市第二次土地調(diào)查項(xiàng)目中，測(cè)區(qū)面積較大，地籍測(cè)量區(qū)內(nèi)建筑布局及建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，測(cè)量過(guò)程中通視條件較差。地籍測(cè)量人員利用GPS-RTK技術(shù)完成了地籍測(cè)量以及圖跟控制才測(cè)量任務(wù)，借助雙頻GPS-RTK接收機(jī)裝置完成地籍測(cè)量過(guò)程中L1及L2信號(hào)的接收及處理，最終提升定位的有效性以及地籍測(cè)量的精度。

地籍測(cè)量的重要任務(wù)是全測(cè)區(qū)的控制測(cè)量，它是數(shù)據(jù)采集以及地籍圖件測(cè)繪的基礎(chǔ)，地籍控制網(wǎng)點(diǎn)的精度、密度與測(cè)量土地權(quán)屬范圍特征點(diǎn)密切相關(guān)。如果測(cè)區(qū)比較大，三四等點(diǎn)難以滿足地籍控制測(cè)量的實(shí)際需求時(shí)，需要建立測(cè)區(qū)GPS控制網(wǎng)。由于該市面積較大，因此，測(cè)量人員在國(guó)土資源局提供的三四等GPS控制點(diǎn)基礎(chǔ)之上，在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)了E級(jí)GPS控制點(diǎn)，確保點(diǎn)與點(diǎn)之間能夠滿足1～2個(gè)以上方向通視的條件。

實(shí)際的測(cè)量作業(yè)過(guò)程中，測(cè)量單位共投入4臺(tái)雙頻GPS-RTK接收機(jī)，一共設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)站，3個(gè)流動(dòng)站，以該市的四等GPS控制網(wǎng)點(diǎn)以及E級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，加密圖跟導(dǎo)線。作業(yè)過(guò)程中，4人為一組，分別記錄基準(zhǔn)站以及流動(dòng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，為了保證流動(dòng)站觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，流動(dòng)站工作人員在同一個(gè)點(diǎn)位要獨(dú)立測(cè)量3次，且3次觀測(cè)結(jié)果的偏差要小于3 cm，然后取平均值即為該點(diǎn)的最終測(cè)量成果。其他一致控制點(diǎn)重復(fù)該動(dòng)作，就可以完成圖根控制測(cè)量任務(wù)。

根據(jù)該市第二次土地調(diào)查技術(shù)方案要求，界址點(diǎn)的平面精度需要控制在±5 cm，城鎮(zhèn)街坊外圍界址點(diǎn)及街坊內(nèi)明顯界址點(diǎn)的間距允許誤差要控制在±10 cm左右，村莊內(nèi)部界址點(diǎn)以及城鎮(zhèn)街坊內(nèi)部隱蔽界址點(diǎn)的間距允許誤差要控制在±15 cm左右，采用GPS-RTK技術(shù)能夠滿足這一要求。

基準(zhǔn)站位置的選擇會(huì)影響到流動(dòng)站的測(cè)量速度以及數(shù)據(jù)的測(cè)量精度，基準(zhǔn)站選擇時(shí)要保證基準(zhǔn)站與測(cè)區(qū)的視野開闊，GPS天線平面15°傾角以上沒(méi)有大片的障礙物，確保衛(wèi)星信號(hào)能夠正常接收，且基準(zhǔn)站周圍100 m范圍內(nèi)沒(méi)有高壓線、微波塔、雷達(dá)等大的電磁波輻射源?；鶞?zhǔn)站架設(shè)高度與RTK電臺(tái)的信號(hào)發(fā)射距離有關(guān)，距離比較遠(yuǎn)，基準(zhǔn)站要盡量設(shè)置在開闊、地勢(shì)較高的地方。

流動(dòng)站選擇時(shí)，要確保其能夠同時(shí)接收5顆衛(wèi)星的信號(hào)，避免選擇在密集樓群、樹林等位置，在市區(qū)，流動(dòng)站與基準(zhǔn)站的位置需要控制在4 km以下，如果是郊區(qū)，需要控制在7 km以下，因?yàn)榱鲃?dòng)站與基準(zhǔn)站位置太大，初始化時(shí)間延長(zhǎng)，測(cè)量精度較低。

3 結(jié)語(yǔ)

利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行國(guó)土測(cè)量時(shí)，不會(huì)受到地形、天氣、通視條件等因素的限制，測(cè)量過(guò)程中操作十分方便，測(cè)量精度較高，誤差分布比較均勻，不用擔(dān)心誤差積累的問(wèn)題，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各種地質(zhì)勘測(cè)工作之中。但這種測(cè)量方法并不是完美的，其中依然存在著一些不足之處，比如：GPS接收機(jī)必須要與衛(wèi)星信號(hào)對(duì)天通視，因此，在一些林木密集、高大建筑物較多的區(qū)域需要配合全站儀才能夠完成國(guó)土測(cè)量的工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 章自強(qiáng).初探GPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].江西建材，2015（4）：211，213.

[2] 張小偉.試論GPS-RTK技術(shù)在國(guó)土測(cè)量中的應(yīng)用[J].河南科技，2013（2）：55.

[3] 高永濤.GPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2016（10）：8.