浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用杨占英

浅谈GPSRTK技术在工程测量中的应用杨占英

正平路桥建设股份有限公司青海海西州格尔木市816000

摘要:近年来,随着我国经济的迅速发展,我国加快了各方面的基础建设,基础工程的建设与发展对测量技术的要求也不断提高。就目前的状况而言,一些传统的测量设备在测量过程中会受到作业条件的限制,作业时间长,难度大,工作效率低,并且测量的精度还不高,这样就延长了施工周期。所谓的RTK就是指实时动态技术,是GPS测量技术发展延伸,并逐渐在工程测量中得到了应用。本文首先对GPSRTK进行概述,然后剖析其在工程测量活动中的实际应用。

关键词:GPSRTK技术;工程测量;应用

引言

自从科技革命以来,科学技术得到了空前的发展,测绘技术也得到了迅猛的发展,在数据的采集以及处理方面实现了自动化以及数字化,在以往非常传统的测量方法里面,经常会使用到全站仪以及水准仪等仪器来辅助测量进行,这种方法很费时间、不方便,而且精度不够高。这种新技术GPSRTK的出现有效解决了以上问题。

1.GPSRTK技术的基本定位原理

GPSRTK基本原理为多个GPS基准站全天候连续接收卫星资料,经由或其它通讯设备与控制中心连接,控制中心汇整所有基准站接收的观测资料,产生区域改正参数资料库,以计算出任一移动站附近的虚拟主站的虚拟观测量。在主站构成的基线网内,使用者运用移动站所接收的观测量,通过GSM系统将NMEA格式资料传回控制计算中心,经控制中心计算虚拟观测量后,运用OTF载波相位未定值解算法进行短基线实时动态定位解算,求解整数周波未定值及移动站Epoch-by-Epoch坐标,再将坐标传送至移动站。或经控制中心计算虚拟观测量后,将虚拟主站观测量以RTCM格式用GSM系统传输至移动站,移动站运用本身RTK轫体进行实时动态定位计算,并储存坐标于PDA。

随着基线距离的增长所需的整数周波未定值(IntegerAmbiguity)求解收敛时间也就越久,主因在于二次差分无法有效消除观测量中的系统误差影响量,导致定位精度降低和无法正确解算载波相位的整数周波未定值。为克服传统RTK技术的缺陷,提出RTK技术在RTK技术中线性衰减的单点GPS误差模型被区域形的GPS误差模型(即多个连续观测站所组成的GPS用以估计该地区的GPS误差模型)所取代,并为该GPS覆盖地区RTK用户提供系统误差实时内插数据。用户收到的并不是一个真实主站的观测资料,而是一个虚拟的主站GPS观测数据,其观测数据已加入该区域经计算后实时内插的系统误差数据。一般使用端需含有RTK韧体仪器才能进行RTK,不仅提供用户管理与延伸坐标转换及大地起伏计算,并节省使用端的成本及开发产品的便利性。

2.GPSRTK技术的工程测量应用优点

2.1测量时间短

随着GPS技术的不断改进、完善,基于GPS的RTK技术测量时间也是在不断缩短;静态定位模式的最长测量时间不超过20分钟,动态定位模的测量时间则只需几秒。

2.2测量精度高

测量精度高是GPSRTK技术成功应用于现代工程测量的关键,其精度要远远的高于传统测量技术;对于基线小于50km的工程测量,其定位精度可达1×10-6,对于基线大于1000km的工程测量,其定位精度可达1×10-8。

2.3测站间无需通视

传统工程测量方式、方法一般都要求测量站之间的通视,而对于GPSRTK技术来说,其已经不做明确要求,即使用GPSRTK技术进行工程测量时不需要保证测站间通视,可据需要确定点位。

2.4设备操作简单

与传统测量设备相比,GPSRTK接收机的自动化程度得到了大幅提高,设备操作更趋智能化,测量过程中观测人员只需进行基本的操作和参数设定,就可由接收机自动观测、记录。

2.5作业时间不限

基于GPSRTK技术的工程测量彻底摆脱了时间限制,可以全天候作业,这主要是基于GPS技术的全天候、全覆盖,因此可以在任何时间、任何地点连续观测且不受天气影响。

2.6三维测量数值

基于GPSRTK技术的工程测量,其测量数据基本都是“三维坐标”数值,就其高程精度而言,完全可以达到或者说满足四等水准测量要求。

3.GPSRTK技术在工程测量中的应用

3.1GPSRTK在地籍测量中的应用

地籍测量在土地管理中是一项非常重要的工作,基地测量的准确度与土地管理工作的好坏有着直接的关系。一般情况下进行地籍测量工作的时候,传统方法就是先利用全站仪导线测量控制点然后再设定控制点,碎部测量控制点以及边界点,这种传统的方法有很多精确度不高的地方,因此地籍测量的准确度很难得到有效保证。

河北省得第二测绘院赵国军研究了GPSRTK技术在地籍测量中的应用。他通过实验研究得出GPSRTK技术一方面可以使地籍测量工作的成本很低,另一方面还可以在外进行测量工作人员的劳动强度,不仅大大减少了测量人员的劳动力强度,而且还得到了很高的作业速度,因此不得不说这是一次地籍测量工作的技术革命。

3.2在水下测量活动中的应用

通常开展水下测量工作时,一般应指派两名以上人员照看水位,负责验潮工作,同时波浪和船姿等还会对测水工作产生一定的影响。但通过GPSRTK开展水下地形测量工作时,通过其进行三维定位不仅速度快,而且精准,能够达到无验潮测水,且波浪也不会对测量结果产生太大影响,可节省一定的人力资源。

3.3在控制测量活动中的应用

整体控制测量与局部加密控制一般是常规测量的主要内容,整体控制过程一定要思量到后期加密工作如何进行。通常因为需要局部加密控制,为此会检测一级导线,基于此着手图根控制,造成了人力和物力的不必要浪费。但应用GPSRTK开展控制测量工作时,首级控制测量一般不用思量通视方向点,不用进行加密控制处理,对于图根点测量工作,只要把移动站设置在所需控制点中,平滑采集5S便能够获得坐标,进而首级控制挑取点位时仅仅思量实用性和设基准站的可靠性便可。由此可知,GPSRTK技术可显著提升工作效率,并大大降低了劳动强度。

3.4在碎部测量活动中的应用

原有的碎部测量通常是依照测区现下图根控制点,通过平板仪测图来测图,应用全站仪时,无论测那个点,都应输入对应的地物编码,再通过成图软件完成图形制作工作,但上述方法在实际应用过程要求测站点与待测周围地物保持通视。同时,一台仪器应指派大约三人一起作业。应用GPSRTK开展测图工作时,无需通视,待架设基站以后,只要一人便可着手测量工作。在测量过程中,当测量仪器完全初始化后,面向待测地形地貌碎部点把测杆对中,待气泡居中以后,先测几秒,便能得到该点坐标,当精度满足标准后便能保存,在保存过程输入对应的特征编码,完成某区域自身地形地物点位测定工作后,经由专业数据传输与处理软件,便能够输出各个测量点

3.6GPSRTK技术在矿山勘测定界中的应用

目前,地表变形观测、岩层变形观测、矿区建设、测量矿井联系、测绘矿区地形图以及测量矿区地面控制等诸多方面已经广泛应用到RTK技术。通常情况下,我国山区丘陵等地区集中了很多矿区,但是这些地方和国家等级点的距离比较远,为了确保待测工程不会超出测量控制点的范围,一定要加密控制点。选择基准站的过程中,应该要求控制点的精度比较高,并且选择RTK静态测量法准确定位相关控制点。如果矿区地形相对较为复杂的话,可以采用RTK技术测量地形碎部点,通过相应的处理后,就可以根据采集的地形点坐标绘制成地形图。将RTK技术应用于地表变形观测工作中,可以获取相应的沉陷地坐标,通过微机处理后得出相应的地形图后,就可以将塌陷面积自动计算出来。

4.结束语

GPS定位技术由于具有自动化操作、精度高、不受时间限制的优势,在现代工程中的应用越来越广泛,带动了自动化测量行业的发展。对于跨海大桥的承台、打桩施工而言,RTK技术的优势十分明显,随着全球定位系统的不断优化,在现代桥梁等工程中,GPSRTK技术在工程测量中的发展前景将十分广阔,一定程度上提高了建筑行业的施工精度、工作效率,具有重大现实意义。

参考文献

[1]乔佃荣.浅析GPSRTK在控制测量中的应用及精度[J].江西建材,2017,(01).

[2]潘建恩.水利水电工程测量中GPSRTK技术的有效运用研究[J].江西建材,2016(16):142-145.

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