探究GPS-RTK技术在工程测量中的应用
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摘 要：当今社会，是科技创新的时代，是不断发展的时代，随着社会的不断进步和经济的快速发展，推动了城市化建设进程的加快，技术的创新应用是新的发展趋势，现代测绘技术的持续发展也有着极为显著的更新换代趋势。这对于地质测绘工作的开展而言是一把双刃剑，用好了则杀敌无数，用得不好不会伤人反被伤。文章主要以gps-rtk技术为核心，围绕地质测绘的各个方面做了较为详细的分析，并举例说明GPS-RTK技术的实际应用,更好的了解GPS - RTK技术，使其得到更为广泛的应用。
关键词：GPS；RTK；地质测绘；应用分析
中图分类号：P2文献标识码： A
在地质测绘工作中，所涉及到的东西很多很多，就比例尺较大的地形测图作业、有效高度差较小、坡度较低以及卫星接收信号较为良好的测定区域而言，能够直接应用GPS相关设备及其技术进行数据的采集与测量作业。对于我国而言，在进行控制测量作业时一般均是结合测量区域内的作业面积，建立在标准等级控制点基础之上的首级控制。
一、GPS 技术概述
在我国GPS这个名词已经不是很陌生了，大多数人们都知道它就是全球定位系统的英文缩写，它的首先应用是源自军事。但是随着经济的不断发展GPS 技术也逐渐应用到更多的领域，例如工业企业、民用企业等等，适用范围在不断增加。在GPS 技术中主要包括三个环节，第一全球定位卫星网，第二就是卫星信号的地面接收站，最后就是用户接收装置，这些组成了全球地理定位系统。其中定位卫星较为突出的是美国的全球定位卫星网络，这是发展比较完善的一个卫星网络，在我国北斗卫星导航系统也可与之媲美，但是发展还有待提高。地面定位装置是依靠卫星信号对所在区域的进行多角度共同定位的，因而保证了定位的精度，通常卫星定位采用三点定位的方式。
二、GPS 在地形测绘中的应用原理
在地质测绘中应用GPS是因为全球定位系统的高精度，能够准确的判定地理位置。这样就有利于人们按照当前的地形、位置、坐标等进行实际的测绘，可以使测绘的结果更加的精准无误，运用GPS对想要绘制的地区进行网格定位，这样一来就可以完整的呈现图形的全貌了。在接下来我们会对GPS的优势进行分析，其中有一项就是全天候定位，这样就对一些难以通过人工绘制的地形加以描绘，例如高山、河流、湖泊等，最常用到的就是GPS的远距离动态测绘。GPS 在地形测绘中的应用原理主要是通过对测绘位置的经纬度进行三点定位操作利用三个组成部分及时的进行接收，确定测绘地区的位置所属，再由卫星系统测定出地形状态，地形间的高度差，并将其转化成数据的方式发送至地面接收机，地面接收机就对原始数据进行加工，由卫星数据推算出测绘地区的地形、高度差、海拔等情况，这种地形测绘的方法操作简单，应用方便。
在工程测量中，GPS 有其无可取代的优越性。一些大型工程，例如铁路、水坝的修建，需要全局上的掌握，这时，传统的测量方法面对如此大型的工程，就很是吃力了，但是 GPS 技术就不存在这样的问题，而且 GPS 可以直接提供三维的数据，在勘探设计阶段，极大地方便了工程的进行。
在测设方格网的过程中，GPS 展现出的灵活性、适应性都远在常规方式之上。因为 GPS 的基站之间不需要相互通信，所以相对与常规测量方式，选点时的工作就简单很多。也降低了经济成本，省掉了建立视标的成本。
GPS-RTK技术（实时动态差分法）是在工程测量中应用最广的一项GPS 技术，是一种全新的测量方法，也是当今社会普遍使用的一种方法，在传统上静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而 RTK 是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，RTK 技术可以说是 GPS 发展历程中的一大突破，应用 RTK 技术，可以在野外进行外业测量时，在不到一秒钟内，实时得到精度在厘米级的定位数据，这在地形勘测、工程放样上都有重大意义。
在城市建设和大型工程建设的过程中，控制网的面积大，要求的精度高，而且测量数据随着工程的进度在不断变化，需要高频率的测量。这时候，传统的测量方式显得落后。传统测量的定位点通常是位于地面的，随着工程的建设，这些点中大部分会被不断破坏，测量的进度也就被破坏了。而且，城市建设中，导线测量的方式，还要求点与点之间通视，浪费时间也浪费精力，同时还存在着测量精度不均匀的问题。RTK 技术则不然，应用这一技术，可以实时知道测量数据和测量精度，在精度达到之后，就可以停止测量了，不需要在计算出数据，然后发现达不到要求之后返工，还可实时地判定解算结果是否成功,以减少冗余观测, 缩短观测时间，大大减少了人力的强度，节省了开销。
在施工放样的过程中，传统的测量方式，例如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等，通常需要先人为的设计好点位，在实地标识出来，至少需要 2 人-3人共同操作，来回的去移动目标，但是，采用 RTK 技术，只需要一人操作，把放样点的坐标输入终端，按照提示走到放样点即可，而且这种放样形式，不需要点间通信，直接通过坐标放样，大大提升了放样均度。
在广西某一输油管道建设项目中，RTK 技术就发挥了很重要的作用。该地区地形复杂，如果应用传统的无线电方法，就会遇上信号不好等问题。而应用高精度 GIS 采集测量技术，可以通过 GPS，达到高精度采集信息，实时监控工程进度，在工程设计，放样以及施工过程中的控制上发挥作用，为设计施工人员提供精确以及变化的数据，使该广西该输油管道项目的实施效率大大提高。
又例如：在进行某隧道工程西洞口1：500地形图补测作业中，其测区海拔较高，达到了3500m，且测量区域地形十分复杂，植被茂密，不具备较好的通视条件，在工程测量中，应用常规测量方法，在短时间内无法完成测图作业，为降低测量强度，提高测量效率，决定在测图作业中应用GPS RTK技术。测图作业共安排4人，其中基准站1人，其余3人负责流动站设置及操作，经过3天时间，完成了测区2.5平方公里范围内的1:500地形图进行测量。在测量过程中，应用RTK技术，对部分路线控制桩进行了检测工作，并记录了其测量精度，具体如下表1：
表1：部分路线控制桩测量精度表
在表1中，较差指的是RTK实测平面与定测控制桩平面，RTK高程成果与定测高程成果之间的较差。数据表明，应用GPS RTK技术在该工程测量中精度较好，满足了1:500地形图测图作业的需要。
四、GPS 技术在地籍测量中的具体运用
（1）在地籍测量中应用 RTK 技术能够准测定出每一宗土地的权属界线及地籍图，测量精度能够达到厘米级的要求。 将RTK 获得的数据信息经过相应的软件处理后直接输入到 GPS系统，便可以及时准确地获得地籍图。 若是实际应用过程中，存在影响 GPS 卫星信号接收的遮蔽地带，则应当配以经纬仪、全站仪等测量工具，并采取解析法或是图解法进行细部测量，这样能够确保数据的精确性。
（2）在建设用地定界测量中，RTK 能够实时测定出界桩的准确位置，进而确定出土地使用界限范围，通过软件计算可得出实际用地面积。 通过 RTK 技术进行勘测定界的放样工作实际上就是坐标的直接放样，面积计算主要采用的是 PS 软件中自带的计算功能。 这样一来有效地克服了常规解析法放样的复杂性，使建设用地定界的工作程序获得了进一步简化。
（3）在土地利用的动态检测中 ，也可以应用 RTK 技术来完成。 传统的检测方式主要采用的是简易补测或是平板仪补测法，这些方法不但速度慢而且效率也相对较低。 而 RTK 技术最大的优势就在于能够进行实时动态测量， 这样一来不仅提高了检测的速度和精确度，同时还省时省力，有效地确保了土地利用情况调查的真实性和可靠性。
五、GPS 技术与传统测量方式的结合
当然，GPS 技术也不是全能的，在工程测量中，GPS 技术也有其缺点。在工程建设过程中，有些地带往往是 GPS 卫星信号遮蔽带，这时候 GPS 技术就发挥不了作用了。这些地区，就需要用解析法或图解法，通过全站仪、测距仪、经纬仪等进行细部测量，与GPS 技术做一个互补。
GPS 技术定位的关键和基础便是接受器与信号卫星之间的距离计算结果，这一计算过程是基于电磁波的直线传播，用距离=速度×时间得到的，如果电磁波传播的路程中存在不均匀的介质，那么计算出来的数据就只是 GPS 技术调整过的平均数据，并不精确。还有一些遮蔽物，也会导致电磁波的非直线传播，影响测量精度，那么，这时候就需要传统测量方式来弥补。
结语
综上所述，GPS-RTK可适用于各种测绘行业，是一种行之有效的测量技术，它的出现给测绘工作带来了无限的光明，相信随着数据传输能力的增强、数据的稳健性、抗干扰性水平和软件水平的提高，RTK技术将在地质测量和其他领域得到更广阔的应用。
参考文献
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