GPS 定位 技术在工程测绘中的应用 研究

GPS 定位 技术在工程测绘中的应用 研究

王光盈

山东正元数字城市建设有限公司 山东烟台 264670

摘要：伴随现代测绘科技的发展，传统全站仪地质工程测绘方式，逐步被以高精度、实时性、高效率为代表特征的差分定位RTK技术所替代。GPS测绘技术有着耗时短、操作简便、测量精度高的优点，极大有利于进行像控点的测量、线路的定线测量以及建筑工程的放线测量工作，将大大提高传统测绘工作成果的准确性，提高工作效率。

关键词：GPS RTK技术；差分定位；地质工程；勘察测绘

GPS技术作为新兴的测量技术，具有测量时间短，测量效率高，可靠性和准确性高等特点，无疑推动了工程测量工作的发展，在矿产能源管理、地质调查、地质剖面测量、钻孔测设等方面，得到广泛的应用与发展。GPS测量技术的主要应用原理就是以载波相位观测法进行数据信息的收集，利用三维坐标进行数据的监测。GPS测绘技术是一种收集地理位置信息并建立地理位置信息模型的技术，GPS测绘技术能够将数据直观准确地处理，然后将土地测绘的信息进行有效的传输，有助于开展辅助决策工作。

1.GPS RTK定位技术概述

RTK是实时动态差分法，通过差分GPS位置和相位等提供观测点的三维坐标，可以大幅度提高测量工作质量，达到厘米级定位精度，在测绘地形、工程放样中被广泛应用。该技术依据载波相位观测量。通常在基准站安装一台GPS双频接收器，可持续接收GPS实时观测所获得的信息，并且通过无线电将信息传输出去，此时流动站GPS接收机可接收到基准站传输的信息，利用仪器内置软件可以对数据信息进行准确的计算、分析，从而获得精准的三维坐标信息。

2.RTK差分定位原理与作业特点

RTK（Real - time kinematic，实时动态）定位技术，基于载波相位观测值的实时动态定位，可实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四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。其具备以下测绘作业特点：

（1）效率高。测量人员在应用GPS-RTK技术的过程当中，如果设备位于卫星信号的覆盖范围之内，并且地形地势比较稳定，可有效保证测量数据的准确性，提高测量效率。

（2）定位准确。在正常的作业条件下，GPS-RTK技术测量数据更加精确，与传统的测量技术相比，GPS-RTK技术原理比较简单，测量数据的精确度更高，使得定位信息更加准确，提高测量人员的工作质量。传统的测量技术对光学突视的要求较高，在一定程度上影响测量数据的准确性。GPS-RTK技术可突破光学突视，其内部采用电磁波通视技术，定位更加准确。在地形比较复杂的区域，通过合理运用GPS-RTK技术，可减小地形障碍的影响，保证定位的数据准确。

（3）自动化程度较高。GPS-RTK技术设备内部主要采用软件控制系统，与传统的测量技术相比，其自动化程度更高，无需人工操作，可减小人为误差。另外，测量人员在设置流动站的过程当中，需要安装相关设备，在实际操作的过程中，测量人员可在较短时间内完成数据处理，在保证数据处理质量的基础之上，不断提高测量信息的安全性。

3.GPS定位技术在工程测绘中的应用研究

3.1 GPS定位技术在矿产测量中的应用

GPS-RTK技术已广泛的应用于矿山测量领域，其应用流程可概括为以下几个方面：一是基准站的建设，基准站的建设必须考虑矿山范围的地形地貌等，使得卫星信号接收无误；二是流动站的建设，流动站的合理建设是提高测量效率和质量的基础，因此要充分考虑测量范围地形地貌、植被覆盖率等问题，尽可能选择在视野开阔的区域；三是控制点的选择，控制点是控制测量和提高测量质量的基础，必需选择在易于分辨、无争议的区域，为了便于其他测量工作重复利用，尽可能选择在交通条件好、易于保存的位置；四是控制网布设，控制网的密度和布设要根据矿山地形地貌以及矿山地形图比例尺大小设定，在视野开阔的区域可减少控制点的布设，而在地形复杂的、植被发育的区域尽可能的增加控制点；五是数据的解算问题，数据解算是GPS-RTK技术的核心步骤，关系到整个测量质量的高低，因此在外业数据采集过程中要严格执行操作。

3.2 GPS定位技术在城市地形图测量中的应用

对于各种各样的地形，RTK技术都可以完成测量工作，在开阔的地方，利用RTK技术可以达到最好的效果。GPS-RTK技术与传统的测量方法相比，不需要必须由控制点出发，而且不受控制点数目和距离较大制约。GPS-RTK技术的一大优点便是对控制点的依赖程度大大下降，不需要控制点的通视，对于复杂的山区沟壑等可以轻松穿越，也可以根据地形的变化实时采集数据，这样一来，工作人员的工作量和工作强度便大大下降，而且测量精度和效率也得到了保障。另外，需要配合常规全站仪对地形复杂或建筑物较多的区域进行数字化测量，用这种方法可以避免设置卫星信号。但GPS-RTK作业系统不会出现这样的问题，它可以根据相应的需要在合适的位置设定图根控制点，因为它不会被距离和通视条件限制[2]。

3.3 GPS定位技术在市政工程测量中的应用

GPS-RTK测量技术的出现，很大程度上推动了市政工程测量的发展，并在市政工程测量中起到了至关重要的作用。GPS-RTK测量技术在市政工程测量中的应用，首先，开展好测量前的准备工作。最开始要开展好放样内业数据准备，设置满意线路的起点坐标、折点坐标等信息数据，并且还要结合操作规范将信息数据导入至外业电子手薄待放样的坐标库中。在点的设置方面，应当遵循便于加桩操作、便于外业使用、极可能保证外业数据采集效率等原则。在基准站的选择方面，应当将其设置于中线放样资料范围内，尽可能设置于空旷开阔区域的高处，防范周边磁场的影响，并要满足GPS静态测量的相关条件。开展外业测量过程中，基准站应当接收机应当设置于基准点或位置点部位，待开机后，应当对系统开展相应设置。流动站点同样应当开展设置，并通过校正电获取对应需要的坐标数据。其次，应用GPS-RTK测量技术开展地形测量。GPS-RTK测量可实现对定位信息的实时呈现，在卫星信号良好的区域通过GPS-RTK可实现对地形的便捷测量，经由对地形地物的测量后，在借助内业数字化成图软件开展处理，进而便可完成制图。

4.结论

GPS技术在工程测绘实际工作中，需要结合实际情况。只有传统测量方式与GPS测量技术的联合应用，才能满足地形测量工作需求。在内业作业中，要对图面要素综合取舍，标示好道路、建筑等主要地物，确保位置准确，图幅接边精准，能清晰反映测区地理情况，在严格校审后向设计人员提供数据文件和CAD分幅地形图，有助于提升测绘成果的质量与可靠性。

参考文献

【1】 赵烨锋,赵元睿.测绘新技术在测绘工程测量中的应用[J].工程技术研究,2018,12:240-241.

【2】孟炜浩.数字化测绘技术在工程测量中的应用探析[J].建材与装饰，2019（24）：237-238.

作者简介：王光盈（1983.10— ），男，汉族，山东聊城人，硕士研究生学历，工程师。现从事工程测量、摄影测量与遥感、地籍测绘等相关的研究与管理工作。