gps+rtk技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

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1、GPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用楊福秋張?jiān)抡淅钌胁牛ㄉ綎|省國(guó)土測(cè)繪院山東濟(jì)南）摘要：簡(jiǎn)要介紹了GPSRTK技術(shù)的原理，結(jié)合其在工程測(cè)量中的應(yīng)用，對(duì)RTK技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及影響RTK精度的因素進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。關(guān)鍵詞：GPSRTK；精度；應(yīng)對(duì)措施1GPS原理全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem-GPS）是美國(guó)從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)過10多年我國(guó)測(cè)繪等部門的使用

2、表明，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管理、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測(cè)繪領(lǐng)域帶來一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)，相對(duì)于常規(guī)測(cè)量來說，GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn)：①測(cè)量精度高。GPS-6觀測(cè)的精度明顯高于一般常規(guī)測(cè)量，在小于50km的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá)1×10，－8在大于1000km的基線上可達(dá)1×10。②測(cè)站間無需通視。GPS測(cè)量不需要測(cè)站間相互通視，可根據(jù)實(shí)際需要確定

3、點(diǎn)位，使得選點(diǎn)工作更加靈活方便。③觀測(cè)時(shí)間短。隨著GPS測(cè)量技術(shù)的不斷完善，軟件的不斷更新，在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，靜態(tài)相對(duì)定位每站僅需20min左右，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位僅需幾秒鐘。④儀器操作簡(jiǎn)便。目前GPS接收機(jī)自動(dòng)化程度越來越高，操作智能化，觀測(cè)人員只需對(duì)中、整平、量取天線高及開機(jī)后設(shè)定參數(shù)，接收機(jī)即可進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和記錄。⑤全天候作業(yè)。GPS衛(wèi)星數(shù)目多，且分布均勻，可保證在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，一般不受天氣狀況的影響。⑥提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其高程精度已可滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。GPS定位

4、的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，來確定待測(cè)點(diǎn)的位置。常規(guī)的GPS測(cè)量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得高精度的結(jié)果，而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分（Real-timekinematic）方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制測(cè)量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。高精度的GPS測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能

5、夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條877件下直接開機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。在固定整周未知數(shù)以后（得到固定解），只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形

6、（如圖2-1），則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。RTK測(cè)量示意圖RTK系統(tǒng)可應(yīng)用于兩項(xiàng)主要測(cè)量任務(wù)，即測(cè)點(diǎn)定位和測(cè)設(shè)放樣。在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站協(xié)同工作的情況下，用戶攜帶流動(dòng)站系統(tǒng)，在測(cè)區(qū)往來行走，對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行采點(diǎn)測(cè)量。任何性質(zhì)的點(diǎn)都可做定位測(cè)量，如道路的中線、池塘的周邊、路燈桿位和建筑物拐角等。測(cè)點(diǎn)可以是原有的境界標(biāo)記，也可是需要首次定位的新標(biāo)記。這一功能使RTK最適合于在測(cè)圖和放樣中應(yīng)用。RTK系統(tǒng)可用于地形測(cè)量、面積測(cè)量和建筑測(cè)量，也可以用于測(cè)量料場(chǎng)及土石方工程量計(jì)算。測(cè)設(shè)放樣任務(wù)只能在GPS的RTK操作模式下完成。某一物體

7、的放樣包括對(duì)定義該物體所在位置的一點(diǎn)或多點(diǎn)的定位。取得某一點(diǎn)的坐標(biāo)后，用戶需要在地面上找到與該坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的確切位置。傳統(tǒng)的做法是，全站儀測(cè)定持桿員的當(dāng)前位置，并指揮其行進(jìn)一定的距離后最終到達(dá)正確的位置。而RTK流動(dòng)站操作員行進(jìn)中則可觀察掌上電腦屏幕來確定自己的當(dāng)前位置。掌上電腦存有目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。由于RTK系統(tǒng)已知其當(dāng)前位置和要尋找的目標(biāo)點(diǎn)位置，系統(tǒng)可給用戶導(dǎo)向到正確位置。這一功能使得RTK成為非常有效的放樣工具。任何物體都可由RTK來測(cè)設(shè)放樣，如道路、輸電線路、油氣管線、DTM及地下管線等等。在大多數(shù)這類測(cè)量中，RTK系統(tǒng)比傳統(tǒng)

8、全站儀系統(tǒng)的效率要高很多，而且只需單人操作。在博興縣地形測(cè)量中，運(yùn)用了RTK技術(shù)進(jìn)行圖根控制測(cè)量，探索了一條進(jìn)行大面積圖根控制測(cè)量的新路子。現(xiàn)將工作情況介紹如下：2工程概況山東省博興縣建設(shè)局為滿足城市規(guī)劃及市政工程建設(shè)需要，施測(cè)了1：1000及1：50002地形圖各60km。