GPS-RTK技術在建筑工程測量中應用

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［摘要］近年來，我國的工程施工難度呈現(xiàn)出顯著的增長趨勢，施工環(huán)境也越發(fā)復雜，為此，必須積極展開對工程測量技術的探索，以更好適應建筑工程施工的需求。此外，隨著測量技術的持續(xù)發(fā)展，已有越來越多先進的測量技術在測量工程之中得到了廣泛應用，其中也包含gps-rtk技術，這是一種十分先進的測量技術，具有良好的測量精度。本文將就GPS-RTK技術在建筑工程實際測量之中的應用展開探索，并明確其技術要點，以便促進其在建筑工程測量中的應用。

［關鍵詞］GPS-RTK技術；建筑工程測量；技術要點

科技的持續(xù)發(fā)展在一定程度上推動了GPS-RTK技術的發(fā)展，此類技術中所應用的RTK技術通常具有較高的準確性，可以起到精準的定位和監(jiān)控效果。而GPS技術自投入使用以來，便已受到了人民群眾的高度喜愛，既可以為人們的出行提供便利，也可以減少相關人員在工程測量領域的工作壓力，有效提升工作效率。然而，現(xiàn)階段GPS技術在應用的過程中仍然存在一定的限制，為了建立更為高效的工程施工模式，GPS-RTK技術應運而生。隨著該技術的不斷發(fā)展，已經(jīng)在建筑工程測量領域實現(xiàn)了普及，但是由于該技術系統(tǒng)較為復雜且操作難度較高，為工程測量實踐帶來了一定的難度。為此，本文將針對該技術在工程測量之中的技術要點展開分析，以推動該技術的發(fā)展，切實提升工程測量效率。

1GPS-RTK技術簡述

1.1GPS技術

該技術誕生于美國，是一種智能化的導航系統(tǒng)，又被稱作“全球定位系統(tǒng)”，兼具測距、授時、導航等多種功能，主要由以下幾種結構構成：用于接收信號的用戶站、處于空中的特定衛(wèi)星和地球上的信息跟蹤監(jiān)控站。該系統(tǒng)具備在全球海陸空等多個領域實現(xiàn)全范圍、全時段導航及定位全覆蓋的能力，已經(jīng)在全世界范圍內得到了廣泛應用。一般而言，GPS系統(tǒng)常常表現(xiàn)為功能多、效率高、全時段覆蓋、精確度高、易于操作及應用范圍廣等特點[1]。

1.2RTK技術

該技術借助對載波相位的差值實現(xiàn)精準即時的動態(tài)定位，已經(jīng)得到了廣泛運用，深受各類人士喜愛。利用該技術可以實現(xiàn)全球定位，并展開對于目標的實時精準測量，其測量精度誤差極小，一般可以控制在幾厘米以內。現(xiàn)階段該技術已經(jīng)在建筑測量領域實現(xiàn)了普遍應用，要求測量人員將其作為實時測量的工具，并用于地圖拓撲之中，同時還可以實時監(jiān)測，在最大限度內削弱了人工成本。同時，通過該技術可以精準地確定指定坐標系之中特定測站點的三維定位結果，并將結果誤差控制在合理范疇內，一般為厘米級。通過RTK技術所得出的觀察及檢測結果一般會傳達到基準站之中，并通過基準站的中介作用傳輸?shù)搅鲃诱尽Ｔ诖诉^程中，借助流動站既可以實現(xiàn)對于基準站數(shù)據(jù)的精準接收，也可以進行數(shù)據(jù)觀測，并將結果以GPS的形式展示，在此基礎上構成明確的差分測量值，借助實際觀測值展開對于此數(shù)據(jù)的實時處理，以便減少誤差，將誤差控制在合理范疇內（一般為厘米級）。針對由基準站所測量的觀測數(shù)據(jù)，可以進行實時傳送，以便建立對于不同衛(wèi)星系統(tǒng)的清晰認知，借助計算的形式得到精準的點位坐標。盡管此過程需要嚴格的中介轉化，但是由于定位結果的處理速度相對較快，可以保持在1秒以內，所以可以展現(xiàn)出良好的應用效果。對于RTK技術而言，如何高效處理并運輸數(shù)據(jù)是其應用的重點和難點，運用RTK技術進行定位需要建立對系統(tǒng)所監(jiān)測數(shù)據(jù)及其傳輸過程的精準實時觀測，并且由于此過程的數(shù)據(jù)量通常較大，需要保持基準站數(shù)據(jù)接收時的波特率，一般控制在9600以上，對技術應用環(huán)境提出了較高的要求。為此，可以通過GPS-RTK的形式實施數(shù)據(jù)監(jiān)測，該技術原理是借助無線電臺的形式，將從基準站之中收集和觀測而來的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行實時傳輸，以便周邊移動站之中的GPS信號接收機接收基準站所傳輸?shù)男盘枺也挥绊懜浇苿诱镜男l(wèi)星觀測工作，具有良好的應用前景[2]。科技的持續(xù)發(fā)展在一定程度上推動了RTK技術的發(fā)展，讓RTK技術的形式實現(xiàn)了轉化，不再繼續(xù)沿用原本一加一或一加二的形式，而是應用了廣域差分領域的形式，并在此基礎上不斷發(fā)展衍生，出現(xiàn)了諸如連續(xù)運營參考站等多種形式的技術站。在該系統(tǒng)投入應用后，有效推動了RTK技術的運行和發(fā)展，在拓展RTK測量領域的基礎上推動了數(shù)據(jù)傳輸，不僅提升了數(shù)據(jù)處理速度，還有效拓展了數(shù)據(jù)容量，表現(xiàn)出極高的應用價值。

2GPS-RTK測量技術的應用

2.1控制測量

現(xiàn)階段，GPS-RTK技術已經(jīng)在等級和性質各異的GPS控制系統(tǒng)中實現(xiàn)了普及運用，在實施控制網(wǎng)布設時，GPS技術的測量精度要顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的測量技術，且由于不需要額外使用時間進行定位點的創(chuàng)設，表現(xiàn)出良好的自動化水平。該技術的控制測量之中的技術要點如下：第一，在現(xiàn)場工作中，借助GPS技術實施控制測量。使用GPS技術進行觀測，一般以定位測量的衛(wèi)星信號為前提，無需與觀測站實現(xiàn)互通。需要結合測量項目在精度及控制測量等內容上的要求，以建立對測量區(qū)域及地理條件的系統(tǒng)化了解為前提，在提升現(xiàn)有控制點準確性的基礎上，實現(xiàn)對GPS點布局的統(tǒng)一化管理。在實際的GPS定位工作之中，要求關注以下內容：首先，需要在具有較大視野范圍的區(qū)域內設置觀測站，并將觀測站與障礙物之間的高度角控制在15度以內；其次，應盡量確保觀測站周邊沒有會對衛(wèi)星信號造成強反射的建筑；再次。確保在觀測站的200m范圍之內不存在具有強電磁的干擾源，在最大程度上降低GPS信號的干擾。最后，GPS觀測技術和傳統(tǒng)的測量技術之間無論是在數(shù)據(jù)處理方面還是現(xiàn)場觀測方面都具有一定的差異，為此，在實際操作過程中需要按照如下步驟實施觀察：首先，進行天線放置。在三腳架上面安裝好天線，確保天線處于水平且居中的位置；其次，將設備開機并進行觀測，同時及時做好觀測記錄。GPS記錄一般可以分為測量手簿存儲和接收機自動記錄存儲兩種形式[3]。

2.2數(shù)據(jù)收集

在確定好控制網(wǎng)絡后，需要結合現(xiàn)有的控制點信息展開地形測量工作，針對測量點內流量站之中的流量情況予以收集。通常情況下，外部無線電臺和基站可以覆蓋到10km以內的范圍，只要符合相應的測量原理，確保流動站位于參考站的輻射范圍以內，便可以提取到具有高參考價值和高準確性的信息。為了讓測量精度得到切實提升，需要在開始測量前針對流動站實施調整，將三維精度測量的誤差控制在厘米級以內。在實際測量過程中，要求盡量提升輸入轉換參數(shù)的精準度，同時以科學合理的手段實施點位布設，嚴格把控好幾何強度，并結合實際測量區(qū)域的特征展開精準測量[4]。

2.3數(shù)字地形圖測量

相比于過去所使用的各類映射方法，GPS-RTK映射方法所需要的控制點數(shù)量更少，可以在一定程度上改善傳統(tǒng)測量及控制過程中的不足。在實際操作過程中，需要首先獲取與采集點坐標數(shù)據(jù)相關的信息，并以合理的方式進行坐標數(shù)據(jù)的導入，在相關數(shù)字軟件之中生成所需的地形圖。在此過程中，數(shù)字地形圖繪制的效率一般較高，即便處于一個隱蔽且復雜的環(huán)境之中也能實現(xiàn)直接測量。

2.4施工放樣測量

以往在進行施工放樣測量時通常借助全站儀的形式予以處理，要求保持點間通視的良好狀態(tài)。但是，由于受到地形和地物的限制，可能導致施工放樣測量的效率較低。借助GPS-RTK技術實時測量，無需通過點間通視的形式進行，同時，在系統(tǒng)軟件之中便具有良好的放樣功能，可以實現(xiàn)對直線、點信息的精準測量。在實際測量過程中，只需要向手冊之中輸入提前設計好的各類元素，便可以實現(xiàn)放樣點的自動生成，與此同時，也可以充分顯示里程及偏移距離等信息，以便實現(xiàn)高效的施工放樣測量[5]。

3GPS-RTK在工程測量中的應用實例

3.1工程簡述

現(xiàn)以丘陵地區(qū)的某建筑測量工程為例，淺析GPS-RTK技術在工程測量之中應用時的技術要點。該項目位于丘陵地區(qū)，在項目周邊的測量區(qū)域內有著豐富的森林保護區(qū)資源，內部的運行結構通常較為復雜，不同建筑之間的測量高度差最大可達300m。該項目名目下含有許多子項目，其中以橋梁和隧道建設項目最為關鍵。由于該工程位于丘陵地區(qū)，地質環(huán)境極為復雜，且施工難度相對較大，為此，要求工程測量團隊盡可能提升工程測量的精確度，以保障工程項目的順利開展。

3.2GPS-RTK技術應用要點

由于本次工程的地勢十分復雜，同時測量項目周邊有著十分豐富的森林資源，在一定程度上限制了數(shù)據(jù)傳輸速度，讓測量數(shù)據(jù)信息無法在基準站點和流動站點之間實現(xiàn)自由流動，導致GPS-RTK技術所需的作業(yè)半徑和實際工作半徑之間存在非常大的差異。為更好解決此類問題，要求積極把控相鄰基準控制站點之間的距離，并將其控制在標準作業(yè)間距的2/3位置處。結合此次測量工作的工程實際需求，需要將GPS-RTK技術的施工半徑控制在5.3km到7.9km之間。同時，在實際測量時，由于受到基準控制點的限制，可以借助對測量控制點坐標的分析和控制實現(xiàn)對基準點位置的精準把控。借助這種辦法，可以在最大限度內減少測量所需的檢驗校核條件。基于此，為了讓工程所需的精度標準得到切實滿足，要求從已知點中選定較高的地勢點，并據(jù)此實施反復多次的測量。此外，可以利用GPS-RTK設備展開對流動站和基準站位置的實時監(jiān)測，在最大程度上減少因天線高度數(shù)據(jù)變化而對建筑高程測量精度所帶來的影響。由此可見，在高層測量實踐中，需要在精準輸入數(shù)據(jù)的基礎上，結合具體的高度需求，提升有關高度信息的精準性[6]。

4結束語

總體而言，作為現(xiàn)階段建筑工程測量領域之中應用較為廣泛的一項技術，GPS-RTK測量技術在測量實踐中表現(xiàn)出了良好的適應性，同時使用該技術可以讓測量精度和效率得到有效保障，適用范圍較廣。在技術應用實踐中，要求相關測量人員充分關注實際地質條件和工程要求，針對基準控制點實施精準化設計，以特定的技術流程為支撐展開坐標參數(shù)計算和工程分布測量，讓測量的精確度得到切實提升。

參考文獻

[1]張家遠.試析GPS-RTK技術在建筑工程測量中的應用及其技術要點[J].低碳世界，2021，11（1）：102-103.

[2]鞏李坡.GPS-RTK技術在公路工程測量中的應用探討[J].建筑與裝飾，2020（13）：100.

[3]王新，王旭，王新濤，等.航空攝影和GPS-RTK測量技術在白云湖水庫建設工程測量中的應用[J].磚瓦，2020（7）：87-88.

[4]尹如飛.GPS-RTK測量技術在水利工程測繪中的應用[J].裝飾裝修天地，2019（19）：378.

[5]梁志遠.基于GPS-RTK技術在高速鐵路工程測量中的實踐探討[J].建筑技術開發(fā)，2019，46（22）：63-64.

[6]高勇強.工程測量中GPS-RTK測量技術的應用探析[J].建筑工程技術與設計，2020（24）：3142.

作者:巨天靈 單位:甘肅建筑職業(yè)技術學院