摘要:随着我国科学技术水平的快速发展,工程测量技术也随之发展起来,各项先进的测量技术在工程测量中得到了普遍应用,尤其是GPS-RTK测量技术的应用,大大提高了工程测量的效率。基于此,本文从GPS-RTK测量技术原理入手,对其在测量工程中的应用进行了分析,以供参考。
关键词:GPS-RTK测量技术;测量工程;应用
GPS-RTK测量技术是融合了测量和数据传输技术的一项定位技术,其是由基准站、数据链、流动站三部分组成。基准站主要是通过电台发射卫星数据信息,流动站则是同时接收基准站和流动站的卫星数据信息,并对两个站点的载波相位观测值进行处理。该项测量技术与静态快速测量定位相比,精准度更高,能够节省大量的时间和人力等资源,因而,在测量工程中得到了广泛应用。
1GPS-RTK测量技术的原理及特点
GPS-RTK技术工作的基本原理是以载波相位观测为根据的实时差分GPS技术,系统主要包含卫星信号接收系统、数据处理及传输系统几部分。首先基准站将其观测的卫星数据和测站信息通过数据传输电台发送,流动站根据接收的基准站数对本站数据进行相应的改正,从而得出最准确的定位信息。进行GPS-RTK技术工作时,先在基准站设置一台接收机,然后设置流动站,流动站可以根据需要使用多台接收机设置多个。流动站和基准站在同一时刻接收由同一个GPS卫星发射的信号,流动站将本站观测数据和从基准站所获取到的观测数据做比较,从而得到GPS差分改正后的数值,流动站通过手簿对GPS观测值做精化处理,最后實时解算出最精准的流动站位置坐标。
GPS-RTK测量技术特点为:一是测量过程比较直观,可以实时动态地将测量结果显示出来,并能随时查看坐标点;二是观测时间比较短,在各项观测条件都比较好的情况下,5s内就能获得高精度的三维坐标;三是能够全天候作业,操作方便,自动化程度高。GPS-RTK技术已基本实现了自动化、智能化,观测者只要将天线对中整平,将电源打开就能够自动观测;四是观测站间不需要通视,能够适应不同的地形。各站的观测值是相互独立的,就算某个站点出现误差值,误差也不会产生积累,甚至是传播。
2RTK技术的工作原理及关键技术
2.1RTK技术的工作原理
对于我国当下所应用的RTK技术来说,其在实际的测量工作当中主要是通过相关的基准站修建所相应的达到测量目的,将必要的基准站修建在某些关键地区点上,然后当我们需要使用RTK技术进行测量工作时,其基准站会将相应的卫星信号以无线通信网信号进行实时传送,从而第一时间将所有的重要数据传输给用户接收机,当用户接收机接收到重要数据时,其就会第一时间进行卫星信号和基准站信号所传输过来的数据信号的联合解算工作,当经过一系列计算工作结束后,就会得到相关基准站和流动站间的基线向量,帮助相关的测量工作人员进行后续的测量工作。
2.2RTK的关键技术
通过我国测量领域当中的RTK技术的应用情况来进行分析,其RTK的应用关键技术就是数据传输技术和数据处理技术,这两个技术很好的将其测量环节当中我们所追求的功能因素很好的进行解决,可以实时快速的将我们所需要的相关测量数据进行传输,但是,数据快速收集处理的同时,也造成了其所使用的流动站接收机的工作压力较大,目前我国大多数测量领域当中所使用的接收机都处于9600以上的波特率,不过,以我国当下的无线电技术来说,已经不算是很难的要求和标准,因此,其RTK技术在我国的测量领域当中有着相当广泛的应用前景和价值。
目前来说,其RTK在我国的测量领域当中已经相应的有了一段时间的应用时限,因此,其RTK技术也在不断的发展和进步,时至今日,其RTK技术已经从1+1到1+2发展到了广域差分系统WADGPS,同时相伴随着技术进步的同时,其RTK技术的应用优势和特点也有了长足进步,其测量效率和质量相较于开始的应用情况有了明显的变化,而且其相关的设备和仪器精度也更加简洁和质量高。
3GPS-RTK测量技术在测量工程中的应用
3.1控制测量
现如今,GPS-RTK已经被广泛运用到了建立各级别、各用途的GPS控制网。同传统的测量技术比较,GPS在布设控制网时,测量精度很高,能够灵活的选点,不必额外花费时间去造点,自动化程度也很高。
3.1.1GPS控制测量的外业工作
因为GPS观测主要是通过接收卫星信号来进行定位测量,一般不需要和观测站互相通视。再依据控制测量的目的、精度等各方面的要求,在全面了解测区范围、地理状况及已有控制点的精度、分布情况等条件下,完成GPS点位选择和布设。在具体的GPS定位选定工作中,需要注意如下问题:观测站应该选择视野比较开阔的区域,视场内障碍物的高度角不宜超过15度;附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等);以观测站为中心约200m内不能存在强电磁波干扰源(如电视台、电台、微波站等),以免使GPS信号受到干扰。
3.1.2GPS外业观测及数据处理
GPS观测和常规测量技术存在较大的差别,在GPS控制网作业中,其观测的具体步骤为:一是安置天线。将天线架设到三脚架上,整平对中;二是开机观测,并做好观测记录。GPS有两种记录形式,分别为GPS接收机自动记录并存储,二是GPS测量手簿存储。GPS数据处理过程较为复杂,处理方式非常多,自动化程度高,可以分成如下几步,数据采集、数据传输、预处理、基线解算等几部分。
3.2数据采集
控制网建立以后,就可以依据所获取的控制点成果完成地形测量,流动站在测量点的流动进行数据信息的采集。以基准站为中心外置电台信息覆盖范围能够达到10km,在符合测量原理的条件下,只要流动站处在基准站的辐射范围,就能够获取可靠的信息,测量精度高。为了提高测量精度,在正式测量前应该将流动站校正好,保证三维精度测量达到厘米级,在误差范围内能够完成RTK图根控制,并对控制点作加密测量。在测量过程中,必须要保证输入转换参数的准确性,点位布设要合理,并控制好几何强度。然后就可以依据测量区域地形特征进行测量。RTK测量精度高,受地形影响小,效率高,成本低。
3.3数字化地形图测量
使用GPS-RTK测图,同传统的测图方式相比,所需要的控制点数目少,有效弥补了传统测量先控制后测图存在的不足。只需要获取采集点坐标数据,并导入到相应的数字化软件中,就能够生成所需的地形图,测图效率高,即使在比较隐蔽,环境较复杂的区域也能直接测量。
3.4施工放样测量
传统的施工放样测量是使用全站仪的方式,其必要条件是点间需要通视,受地形地物影响大,效率低。而GPS-RTK不需要点间通视,且系统软件中就含有放样功能,能够完成点、直线等的测量。只需要将事先已经设计好的点、线等各项要素输入到手簿中,放样点就能够自动生成,同时,还能够将里程、偏移距离等各项数据显示出来。
4结束语
GPS-RTK是一种比较新型而且成熟的测量技术,可以快速准确地定位出所在区域的三维坐标,并能够直接完成放样、点位及中桩测量等各项测量工作。因其效率高、精度高、不受地形条件、天气状况等各方面因素的限制,因而被广泛运用与各类工程勘察中。目前来说,以RTK技术本身的应用特点和情况来说,其RTK技术主要应用于传统的大地测量、工程测量、公路控制测量、电力线路测量、水利工程控制测量等,可以有效的节约测量人员的工作时间,在保障测量结果精度的同时还可以有效的全面提升其整个测量工作的效率。其GPS-RTK技术在我国当下的测量领域当中有着极大的应用前景和价值,对此,就需要针对其技术和应用情况进行详细分析,从而有效的促进我国测量领域的长足发展。
参考文献
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