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【摘 要】本文主要探讨了GPS-RTK技术在市政工程测量中的应用情况.本文结合市政工程测量的特点,分析了GPS-RTK测量技术的优势,得出了一些关于应用GPS-RTK技术的指导性意见.
【关 键 词】市政工程；GPS-RTK技术工程测量
前言
GPS-RTK技术因为其测量精度高、动态性好等特点,近年来在测量工程中应用较多.市政工程作为关系到民生的一项重要工程,其测量工作也应该做到尽可能的完善,利用该技术可以很好的辅助实施.随着实时动态差分GPS-RTK技术的进一步完善,该方法在市政工程测量中将发挥越来越重要的作用.
1GPS-RTK的原理
GPS-RTK的全称是Real-timekinematic,意为实时动态差分法.这是一种新的常用的GPS测量方法,以前的静态、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,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率.它是GPS测量技术发展中的一个新的突破.
该测量技术的基础是载波相位观测量结果,该方法相对于传统的GPS测量技术具有一定优势.GPS-RTK的基本原理就是在基准站上安置一台GPS接收机,连续观测所有可见GPS卫星,并将其观测数据通过无线电传输设备,实时发送给流动观测站.流动站上的GPS接收机在接收卫星信号的同时,通过无线电接收设备接收基准站传输的观测数据,然后根据差分相对定位原理,实时计算并显示流动站的三维坐标及其精度.在固定整周模糊度后,只要能保持4颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结果.
2GPS-RTK技术在市政工程测量中的优势
2.1市政工程测量的特点
市政工程测量意即为市政工程建设的规划设计、施工放样及竣工等所进行的测量工作.随着近年来城市建设的快速发展,城市阶段性规模化建设基本完成.现阶段市政工程的建设大多以改造完善居多,具有工程规模小且分散、工期要求紧的特点市政工程测量的工作范围通常为狭长的带状,位于城区或城区周边,建筑物密集,流动障碍物多,无线电干扰源多；位于地面的测量控制点常遭破坏,位于楼顶的高等级控制点又常常被后来建设的微波源所干扰,或因受阻挠浪费大量的时间进行关系协调.这样的外部环境与作业条件,很大程度上会制约RTK测量技术在市政工程测量的应用,影响RTK的作业效率.
2.2GPS-RTK技术优势
2.2.1作业条件要求较低.其受地形和植被的通视条件、能见度、气候、季节等因素影响和限制较小,不要求两点间通视.
2.2.2作业效率高.一般作业环境下,作业半径为10公里,大大减少已知点的需求,减少仪器的搬迁次数,需要的作业人员少,劳动强度低,作业速度快.
2.2.3自动化、集成化程度高.采用内装式软件控制系统,测绘功能强大,无需人工干预,辅助测量工作大大减少,减少人为误差,保证了作业精度.操作简便,数据处理能力强,大大减少人工的工作量.
2.2.4定位精度高,没有误差积累.只要满足其基本工作条件,在一定的作业半径范围内,RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级；而且测量成果都是独立的观测值,不会像常规测量一样造成误差积累.
3GPS-RTK在市政工程测量工作中的应用
3.1用于地形测量
由于RTK测量随时都能显示当前位置的三维坐标,因此可利用GPS-RTK来测量地形地物点,并记录该点的序号和特征值,内业采用数字化成图软件,实际作业中对独立地物的测量序号应尽量连续,如测量房屋,应围绕房角至少测2个(对角线)或3个点,测量池塘要连续测完,并注明从xx～xx详细代为何地物,和现场勾画草图.外业结束后,再根据草图绘制地形图.由于采取勾绘草图与清绘为同一个人,对自己所测过的点都十分清楚,很容易把一天所测绘地形地物进行成图.
3.2用于控制测量
由于RTK测量在20km内点位平面标称精度为±3cm,根据控制测量规范要求Ⅰ级导线点的点位误差为±3cm,从理论上讲RTK测量完全可以满足Ⅰ级以下导线点的技术规范要求.
尽管GPS测量的标称精度及实测精度完全满足Ⅰ级导线点5″点以下的规范精度要求,但目前的规范对利用GPS测量进行Ⅰ级导线甚至更高的精度的控制测量,其采集数据的方法,数量等等还没有明确的规定,因此还需要用大量的实践来证实.实际测量中还必须采取足够的检核手段,确保测量的准确性.
4测量的误差及应注意的问题
RTK测量的误差同GPS静态定位的误差类似,一般可分为两类,即同测站有关的误差和同距离有关的误差.同测站有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素影响等.其中多径误差是GPS-RTK定位测量中最严重的误差.同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差.
GPS作业由于每个测点都是独立的观测量,缺乏相关联的检核手段.因此,在作业前后,在测区内找均匀分布的已知控制点进行检核,是目前较好的检核手段.
坐标转换方法,如控制联测法,单点法等所测量的点位精度不同,作业时应依据任务要求,测区大小使用不同的方法.RTK采用VHF超高频无线电波做数据链,容易受到电信发射塔.无线电台.高压电以及地形起伏条件的影响、因此,基准站应尽可能远离干扰源,并位于地势高处,天气条件要好.
5结束语
我国工程测量科技进步很大,发展很快,取得了显著成绩；但是发展还不平衡,尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要.摆在我们面前的任务是：大力促进工程测量的技术方法与手段的更新换代,积极推动新技术的推广和应用,把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展；同时加强相关学科的研究,不断拓宽工程测量服务新领域,开创工程测量发展新局面,为推动我国工程测量科技水平的发展而努力奋斗.