潘榮彪+謝選緒
摘要:隨著GPS技術(shù)的發(fā)展,GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)在建筑、交通、水利等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,實(shí)踐表明具有良好的效果。本文首先概述了GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)的工作原理,然后介紹了在工程勘測(cè)中的應(yīng)用,以及目前的實(shí)際應(yīng)用范疇,以供參考。
關(guān)鍵詞:GPS-RTK;測(cè)繪技術(shù);工程勘測(cè);應(yīng)用
1、GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)概述
GPS是全球定位系統(tǒng),具有全天候、多方位、高精度的特點(diǎn);RTK是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衛(wèi)星定位系統(tǒng),由于采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法,因此定位更加準(zhǔn)確。GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)主要包括三個(gè)部分,一是基準(zhǔn)站,二是流動(dòng)站,三是數(shù)據(jù)鏈[1]。應(yīng)用原理是:RTK定位時(shí),首先基準(zhǔn)站接收機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈,能夠?qū)⒂^(guān)測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)、用戶(hù)輸入信息傳輸?shù)搅鲃?dòng)站接收機(jī)上;其次流動(dòng)站獲得信息,對(duì)載波相位觀(guān)測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理,從而得到基準(zhǔn)站、流動(dòng)站的基線(xiàn)向量,即ΔX、ΔY、ΔZ;然后將基線(xiàn)向量、基準(zhǔn)站坐標(biāo)結(jié)合在一起,得到每個(gè)點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo);最后利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù),計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和高度,即(X,Y,H)。
2、GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)在工程勘測(cè)中的應(yīng)用
2.1 在控制測(cè)量中的應(yīng)用。控制測(cè)量工作主要包括兩類(lèi):一是局部加密控制,二是整體控制。局部加密控制測(cè)量時(shí),要求測(cè)量一級(jí)導(dǎo)線(xiàn),將其作為圖根控制的依據(jù);整體控制測(cè)量時(shí),又要考慮到加密環(huán)節(jié),因此必須投入大量人力、物力,從側(cè)面上提高了經(jīng)濟(jì)成本。相比之下,如果采用GPS-RTK測(cè)繪技術(shù),就能夠省略繁瑣的加密環(huán)節(jié)[2]。
2.2 在施工放樣中的應(yīng)用。施工放樣是工程測(cè)繪的重要組成部分,常用于工程施工、地籍測(cè)量中。具體工作的開(kāi)展,要求使用測(cè)量?jī)x器,對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的點(diǎn)位標(biāo)記在實(shí)地中,目前采用的放樣方法較多,例如距離交會(huì)法、經(jīng)緯儀交會(huì)法等。實(shí)踐表明,放樣期間要求測(cè)量人員不斷移動(dòng)位置,以保證到達(dá)設(shè)計(jì)點(diǎn)位;而且測(cè)量過(guò)程必須滿(mǎn)足通視要求,工作效率低。將GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用在施工放樣中,利用相關(guān)軟件,只要明確需要放樣的點(diǎn)位坐標(biāo),將其輸入GPS移動(dòng)端,就能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行操作[3]。
2.3 在斷面測(cè)量中的應(yīng)用。斷面測(cè)量工作中,如果遇到斷面樁無(wú)方向點(diǎn)的情況,測(cè)量期間就必須使用較多的分站,導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間延長(zhǎng)?;贕PS-RTK測(cè)繪技術(shù),能夠結(jié)合接收機(jī)、手薄記錄,采集斷面后即可計(jì)算出三維坐標(biāo)。一方面,提高了測(cè)量效率,解決了實(shí)際問(wèn)題;另一方面節(jié)省了分站測(cè)量步驟,也不存在通視方向問(wèn)題。如此,手薄會(huì)顯示出實(shí)時(shí)斷面圖,有利于測(cè)量人員全面了解斷面情況。
2.4 在碎部測(cè)量中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的碎部測(cè)量工作,是以已知的圖根控制點(diǎn)為依據(jù),利用全站儀進(jìn)行測(cè)量。其中,每測(cè)量一個(gè)點(diǎn),就要輸入相應(yīng)的地物編碼,經(jīng)軟件處理后形成圖。如此測(cè)量,需要2-3人同時(shí)作業(yè),而且要保證測(cè)站點(diǎn)和地物之間滿(mǎn)足通視條件。GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用,設(shè)置基準(zhǔn)站之后,僅需1人便可以開(kāi)展測(cè)量活動(dòng),而且能對(duì)點(diǎn)位的坐標(biāo)進(jìn)行保存。
3、當(dāng)前GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范疇
3.1 公路工程。以市政公路工程為例,建設(shè)期間需要設(shè)計(jì)縱斷面、橫斷面,因此離不開(kāi)斷面的測(cè)量,并且進(jìn)行中樁放樣。在這個(gè)過(guò)程中,技術(shù)人員首先設(shè)計(jì)出坐標(biāo)線(xiàn)路,然后依據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容放樣中樁,使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行抄平、斷面測(cè)量等。傳統(tǒng)的中樁放樣技術(shù),是使用全站儀,隨著GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,取代了全站儀,優(yōu)勢(shì)包括兩點(diǎn):一是同時(shí)完成抄平、斷面測(cè)量工作;二是能夠加快測(cè)量速度,避免滯后于施工、出現(xiàn)測(cè)量和施工相脫節(jié)的現(xiàn)象[4]。
3.2 鐵路工程。鐵路工程建設(shè)期間,測(cè)量工作主要是實(shí)時(shí)勘測(cè)、測(cè)量放樣兩項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容,以地形圖測(cè)量為例,應(yīng)用GPS-RTK測(cè)繪技術(shù),能夠準(zhǔn)確計(jì)算出基準(zhǔn)站的三維坐標(biāo),輔助利用應(yīng)用軟件,即可得到相應(yīng)的電子地圖[5]。另外,放樣施工時(shí),計(jì)算和目標(biāo)物之間的距離、角度,并輔助利用皮尺、水準(zhǔn)儀等工具,就能夠得到鐵路的平面位置。
3.3 樁基工程。樁基礎(chǔ)施工期間,使用全站儀開(kāi)展測(cè)量工作比較常見(jiàn),但是,面對(duì)施工地點(diǎn)多、時(shí)間短、工程量大的情況,應(yīng)用全站儀難以滿(mǎn)足施工需求。基于此,GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)能夠解決這個(gè)問(wèn)題,只需要設(shè)置基準(zhǔn)站、流動(dòng)站的位置,通過(guò)相關(guān)軟件的配合,就能夠完成數(shù)據(jù)的采集、測(cè)量、放樣。
3.4 礦業(yè)工程。對(duì)礦區(qū)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),是保證施工安全的重要措施,然而在傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)中,應(yīng)用期間會(huì)受到地形地勢(shì)、障礙物的影響,不僅降低了測(cè)量結(jié)果的精度,而且延長(zhǎng)了測(cè)量工作進(jìn)程。在這種背景下,應(yīng)用GPS-RTK的動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù),能夠減少外界不良因素的干擾,保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,從而滿(mǎn)足變形監(jiān)測(cè)要求[6]。
3.5 海運(yùn)工程。為了滿(mǎn)足人們的交通出行需求,我國(guó)的航海技術(shù)也在不斷進(jìn)步。以航跡測(cè)量為例,常規(guī)測(cè)量工作需要輔助利用測(cè)量船艇,不僅消耗大量的人力和物力資源,而且面對(duì)惡劣的水流狀況時(shí),增加了工作風(fēng)險(xiǎn)。GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用,一方面節(jié)省了人力、物力資源,提高了工作人員的安全性;另一方面保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性?;鶞?zhǔn)站的設(shè)置,為測(cè)量工作的開(kāi)展提供了合適了位置,測(cè)量期間指揮工作人員記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù),然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,即可得到航船的航跡。
4、案例分析
以某城市某區(qū)國(guó)土測(cè)繪工程為例,GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用主要如下:第一,應(yīng)用在城市測(cè)量、大地測(cè)量、水利和公路控制測(cè)量、電子線(xiàn)路控制測(cè)量中,測(cè)量工作操作簡(jiǎn)單,不僅縮短了測(cè)量時(shí)間,而且降低了測(cè)繪費(fèi)用。第二,應(yīng)用在地形圖測(cè)量上,對(duì)需測(cè)地貌碎部點(diǎn)位的測(cè)量精度明顯提高,而且縮短了測(cè)繪時(shí)間。第三,在用地測(cè)量方面,主要是土地使用界限、用地范圍計(jì)算,GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用,能對(duì)用地界址點(diǎn)位的坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定,不僅提高了測(cè)繪工作效率,而且測(cè)繪精度明顯提高。
結(jié)語(yǔ):綜上所述,GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)因具有諸多優(yōu)勢(shì),因此在工程勘測(cè)中的應(yīng)用廣泛。文中分別介紹了該技術(shù)在控制測(cè)量、施工放樣、斷面測(cè)量、碎部測(cè)量中的應(yīng)用,總結(jié)了相關(guān)優(yōu)勢(shì)和注意事項(xiàng)。文章以公路、鐵路、樁基、礦業(yè)、海運(yùn)工程為例,闡述了GPS-RTK測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,希望為實(shí)際測(cè)量工作的開(kāi)展提供一些參考借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1] 孫君.高速公路征地測(cè)量中GPS-RTK技術(shù)的運(yùn)用[J].價(jià)值工程,2014,(27):232-233.
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