浅谈GPS-RTK技术在测量中应用研究.doc

1、浅谈 GPS-RTK 技术在测量中应用研究摘要：测量工程是当今社会各项工程建设中必须的准备工作，依照测量用途分为土地测量、矿山测量、水文测量等多个方面。随着现今科技的发展，GPS-RTK 技术被越来越广泛地应用到测量工程中，对测量工程的测量效率与测量质量产生了深远的影响。本文通过对 GPS-RTK 技术的工作原理及测量应用分析，对 GPS-RTK 技术在测量工程中的应用效果提出了相关的影响因素讨论。 关键字：GPS-RTK 技术 测量工程 应用研究 Abstract: the measurement of engineering is a must in todays society, the

2、 construction of the project preparatory work, as many aspects of land surveying, mine surveying, hydrology measurement according to the measurement purpose. With the development of modern science and technology, GPS-RTK technology has been more and more widely applied to the measurement of engineer

3、ing of Surveying Engineering, the measurement efficiency and the measurement quality produced profound influence. In this paper, through the analysis of the working principle and measurement to the GPS-RTK technology application, the application of GPS-RTK technology in surveying engineering put for

4、ward the related factors are discussed. 关键字：GPS-RTK 技术 测量工程 应用研究 Keywords: Research on GPS-RTK technique for the measurement of engineering application 中图分类号：E951 文献标识码：A 在传统的测量工程中，进行测量大多需要进入实地，在实地进行相关数据的收集。这种测量方法不仅效率低下，而且由于一些地方本身的地理状况原因，在测量时很容易出现危险。而 GPS-RTK 技术的应用则很好地解决了这一问题，对测量工程来说是一个本质上的飞跃，我国的测量工

5、程也由此到达了一个新的台阶。 一、GPS-RTK 技术的概况与发展背景 在测量工程中所用到的 GPS-RTK 也就是运用全球定位系统所进行的实时动态测量技术，在现代的各项测量工程中发挥着重要的作用。GPS-RTK 技术相比于传统的测量技术精度更高，高价快捷，并且能完成许多传统测量技术到达不了的地方的测量，在近几年来，已经成为了许多高端测量工程的新宠。 GPS-RTK 发源于前几年，是在 GPS 系统得到广泛应用的基础上发展而来的。在近年来人们逐渐苦恼于传统测量方法满足不了现代测量工程需要的时候，GPS 系统的逐渐成熟帮助人们解决了这一问题。人们开始尝试应用 GPS 系统进行相关项目的测量，并且

6、取得了非常良好的效果，GPS-RTK 技术也就推广开来，并逐渐被越来越多的测量项目所使用，到如今成为测量工程中的重要一员。 二、GPS-RTK 测量系统主要组成部分 GPS-RTK 系统是在 GPS 系统的基础上，加入了一些高端的测量设备组成的，根据其工作性质的不同，实时动态测量系统一般分为 GPS 设备、数据传输设备以及数据的精密运算设备等三个组成部分。由于所测量的用途有一定区别，因此具体的实时动态测量系统可能会在这三个主要组成部分的基础上增加一些设备，但三部分的基本结构却并不会有很大的改变。 （一） 、两台 GPS 设备 两台 GPS 设备分别安装在 GPS-RTK 系统中的基准站和流动站

7、上，作为卫星信号接收的功能。GPS 设备是整个实时动态测量系统的基础，负责数据的收集，相当于传统测量工具中的各类测量仪器以及测量操作人员的综合体。 （二） 、数据传输设备 数据传输设备是实时动态测量系统中的核心，具有最为关键的数据传输作用。设备分为两个部分，一部分是基准站的数据发送设备，一部分是流动站的数据接收设备。数据传输设备相当于传统测量工作中的数据记录员，只是在数据的记录上比记录员更加精准可靠。 （三） 、精密运算设备 精密运算设备相当于整个实时动态测量系统的大脑，具有决定测量的精密度以及数据准确性与可靠性，并对数据进行整理分析的作用。精密运算设备代替了传统测量工程中繁琐的精度控制与后期

8、整理过程，极大地提高了测量工作的效率。 三、GPS-RTK 技术测量方法 运用 GPS-RTK 系统测量，有很大一部分的工作是进行 GPS 设备以及数据传输设备的设置。整个测量过程中，测量方法包括一些几点： （一） 、基准站的设置 基准站相当于实地测量的站点，具有数据测量与数据发送的功能。目前基准站的设置主要有两种方法，在测量时可以选择性地使用： 1、多点观测法：多点观测法是将基准站设置在未知点上的一种方法，通过数学模型的转换，来进行数据的测定。根据转换方式的不同，一般需要在基准站观测一定数量的已知点，因此可以称作多点观测法。 2、一点观测法：把静态观测得到的已知点通过精密运算设备，直接输入转

9、换参数。这种方法需要将基准站设置在已知点上，虽然说只需要观测一个点，但通常会受到较大的外界因素限制。 而一般在设置基准站的时候，为了方便测量数据的整理与提高数据的精确度，常常使用多点观测法。多点观测法相对来说在观测的使用面上更广，适合于大多数测量工程，是许多测量工作中通用的基准点设置方法。 （二） 、流动站的设置 流动站相对于基准站在数量上要多一些，通常是一个或多个。流动站是整个测量过程中的数据接收系统，分为 GPS 设备与数据接收设备，能够将基准站发来的卫星信号准确无误地收到，并能够针对数据信息进行相应的处理，得到该点的相应坐标数据以及精度指标。在流动站设置好之后，一般只需要一人操作一个流动

10、站，并根据测量控制网点进行移动就可以了。 （三） 、数据整理与测量图纸制作 将测得的多个点的数据通过精密运算设备进行相应的运算，并将多个点的数据绘制成网图的形式对测量的精度进行分析。将测量数据以图形的方式表现出来，能够最为直观地反映各个点的测量情况，对分析整个地区测量网络的动态属性有非常好的作用。 四、GPS-RTK 技术在测量工程中的应用实例 实时动态测量系统可应用于很多测量工程中，不同用途或者不同区域范围的测量需要根据不同疏密度的控制网点进行测量。比如说对于我江浙一带某小城市的土地测量，就需要根据其占地面积、地形特点、过往土地测量数据资料进行相应的针对性的测量准备。 该城市位于长江中下游流

11、域，是江浙地区典型的小型城市，占地面积约为 20。近年来随着改革开放的发展，该城市内部的许多建筑以及一些局部地形发生了不同程度的改变，以往的土地测量数据逐渐与现今的实际情况不符合，因此需要采用新的测量技术对城市的土地情况进行再测量。 （一） 、测量准备 该城市的土地测量采用 GPS-RTK 技术，由于在之前已经有一套测量数据以及测量控制网，因此可以在此基础上进行适当的修改以及控制点的定位。经过测量前期的勘探，发现该城市中的原有测量控制网较为完好，在局部有一些控制网点缺失的情况，可以对这几处进行控制网点的加密处理。并且由于城市的扩建，城市外围部分土地没有测量控制网点数据，可以在其外围以原有控制网

12、为基准进行网点的增加。测量规划区域内有 2 个国家二等水准点，高程点位完好，可作为高程基准点。 （二） 、测区划分与设备分布 根据测量控制网，该城市的测量被划分为大约 50 个测量区域，在测量时以每个区域为单位进行测量，最后再将每个区域的测量数据整合到一起，进行整个测区的数据分析。按照测区控制点，在用 GPS-RTK 测量时使用了 4 个流动站的方式，同时可以进行 4 个控制点的数据接收。每个流动站分派 2 名工作人员，分别进行控制点的寻找与确认以及流动站的仪器操作，并负责接收控制点的测量数据。同时，在基准站还要分派一名工作人员，进行基准站仪器的操作控制以及确保测量数据发送的正常。 （三） 、

13、精准度检查 在用 GPS-RTK 系统进行第一次实地测量使用的时候，要注意先测量一个已知点，将所得到的数据结果与已知点的数据指标相比较，如果完全吻合则代表该 GPS-RTK 测量系统能够正常工作，可以投入使用。如果测量数据与已知点数据不吻合，则需要核对测量控制网以及检查实时动态测量系统是否出现故障。 （四） 、网点测量与数据处理 按照该城市所划分的 50 多个主要测量区域，对多个控制点进行数据测量，将测量所得的数据通过接收系统以及精密运算系统进行整理分析，得出该城市的土地相关信息图形。通过比较发现，新得出的城市地籍图形与以前的地籍图形有较大的区别，除了城市规模的增加以及建筑物的改变之外，以前图

14、形中一些信息比较模糊的地方也得到了改善，整个城市的地籍信息几乎能够完全清晰地显现出来。 五、GPS-RTK 测量的注意要点 在用实时动态测量系统进行测量时，有许多地方是需要尤为注意的。主要体现在测量前期的准备工作上面，包括以下几点： （一） 、为了提高精度，减小误差，要注意对原有的测量控制网进行加密处理，因为 GPS-RTK 技术本身具有测量便捷性，所以即使控制网加密对于测量工作来说也并不是很大的负担。 （二） 、注意提高转换参数的精度。一般在基准点的设置中需要至少3 个已知控制点来进行参数转换，并且已知点一定要具有非常高的精度。 （三） 、注意对测量外围进行放样处理，由于测量外围地形可能非常

15、复杂，不方便实地放样来圈定测量范围，所以可以采用流动站的定位显示功能进行测量外围界定，避免测量时出现范围误差。 六、结束语 通过对 GPS-RTK 技术在测量工程中个应用实例分析可以发现，该测量技术是基于传统测量水平的一种更为高效快速，更加精确可靠的测量应用方法。在未来要求更加高，工作频率更密集的测量工程中，GPS-RTK技术将发挥无可替代的作用。 参考文献： 1 黑志坚,周秋生,曲建光等.GPS RTK 测量成果的精度估计及应用探讨J.哈尔滨工业大学学报,2006,38(8):1295-1298. 2 熊春宝,雷礼钢,黄立人等.GPS-RTK 监测大范围地面沉降的试验研究J.岩土力学,2006,27(2):309-312. 3 李志刚,张利跃,郑峰等.数字化江河测量关键技术J.解放军理工大学学报（自然科学版）,2006,7(3):252-255. 4 丁克良,刘成,卜庆颢等.GPS RTK 技术在铁路既有线勘测中的应用J.中国铁道科学,2005,26(2):49-53. 5 李明.GPS-RTK 与全站仪结合用于油田工程测量J.油气田地面工程,2012,31(7):75.