2GPS-RTK技术在市政工程测量中的应用

2GPS-RTK技术在市政工程测量中的应用

苏州中车建设工程有限公司江苏省215126

摘要:GPS-RTK技术的诞生是全球定位系统技术发展史上的重要突破,其能够显著提升测绘效率和精准度,自动化程度也极高。因此文章结合实例就GPS-RTK技术在市政工程测量中的应用进行略述。

关键词:GPS-RTK技术;市政工程测量;应用

在传统的市政工程测量作业中,最常用的设备就是全站仪和水准仪。这两种设备在测量精度上可以满足工程上的需要,但在实际工程施工中容易受到各种环境干扰因素的影响,严重影响工程进度。而使用GPS-RTK技术能大大减少现场环境因素的影响,能够在保证测量精度的同时,极大的简化现场操作环节及人工的计算分析过程,大大缩短测量时间,从而提高测量工作效率。

一、GPS-RTK测量定位的基本原理及特点

(一)基本原理:GPSRTK技术又名动态定位技术,其是一种以载波相位观测为基础的实时差分测量技术,是当前最重要、最实用的测绘技术之一。在应用GPSRTK技术的过程中,技术人员一般利用2台或者2台以上的GPS接收机来同时接收相应的卫星信号,通常情况下,在相关坐标点上安置一台GPS接收机,其他的GPS接受机则作为移动站。在RTK作业模式下,基准站会同时对5颗以上的卫星进行跟踪,不间断地对卫星开展观测工作。在电台的观测坐标星系的辅助下,将已知点的数据发送至相应的移动接收机,移动站接收机可以自动地开展GPS观测值数据采集工作并处理各类数据,最终获取三维坐标数据。GPSRTK技术的优势在于其不易受外界因素的影响,具有卓越的稳定性,支持高精度、高效率的定位作业。在测绘工作中应用GPSRTK技术能够最大程度地节省测绘人员的时间与精力并显著降低人为误差,有效地提高各类绘数据的精度。

(二)GPS测量的特点:

GPS应用于测量的特点相对于经典测量学来说,GPS的主要特点如下:1.观测点间无须通视,既可大大减少测量工作的经费和时间。2.观测精度高。3.观测时间短。4.提供三维坐标。5.操作简便。6.全天候作业。

二、GPS-RTK技术在市政工程测绘中的应用分析

(一)工程平面测量

市政工程的工程覆盖面较广,GPS-RTK技术采用当前先进的电磁技术,取代了传统平面测量中导线应用。GPS-RTK技术可通过联测国家高等点,直接将四等控制点布设在工程现场附近,可以在此基础上很方便地加密一级导线,且观测精度高,完全满足市政工程测量的精度要求。

(二)工程放样测量

GPS-RTK技术以其快速、方便、定位精度高的优点在市政工程测量中占据越来越重要的地位,在市政工程测量中,点放样和线放样是测量的重要组成部分,而GPS-RTK技术在两种测量中有广泛应用,首先是点放样测量,GPS-RTK技术可利用GPS进行空间定位,在流动站点传输点坐标,根据坐标系建立测绘点静态网络,每一个工程测绘点都有对应坐标参数,根据参数统计可进行工程实地测绘。对于线放样测绘,GPS-RTK技术可对道路中心线和相应的弯道参数进行文件编制,GPS测绘设备可直接测量相应的放样数据,传输和接受设备负责测量数据和文件的传输、计算,将测量数据转变为工程量参数,在工程现场建立桩体、中心线及线空间的三维关系,以完成现场测量放样工作。GPS-RTK技术的应用为市政道路、管线中线测量提供更简便、快捷的测量手段,大大提高中线放样的速度。

(三)工程高程测量

市政工程施工中,高程测量是整个测量部分的重要组成,可将GPS测量资料和水准测量资料联合使用,在工程空间内完成水准测量工程数据采集和统计,并根据工程测量的密度和分布确定测量布点。GPS-RTK测绘技术的精确性较高,可实现大地高程差确定,并采用数学建模的方式来统计工程面的水准线,在数学模型中可插入特定的高程计算点,定点分析高程点的异常数据,保证工程测绘特定点高程获取的精确性。

三、实例分析

(一)工程概况

某市政工程建设项目为引水改建工程,其所处区域地势相对险要、交通条件一般。据了解,需要测量的地区的长度为60km,海拔高度在1000~2500m之间。总体上看,地区中高山较多,河流密布,难以应用传统的测绘方式。经专家小组讨论,决定应用先进的GPSRTK技术。

(二)利用像控点布设及航空摄影开展测量工作

因为待测地区山脉较多、水系发达,所以拟采用航空摄影的方式来布置像控点。为了确保航空摄影工作的质量,避免摄影漏洞的产生,测绘人员总共设计了逾10条航线,同时设置了近100个控制点。严格控制各控制点之间的距离,使控制点的间距在5km以内。大力应用静态测量技术,保障控制点加密机已知点观测工作的质量。利用GPS接收机开展外部数据采集工作。选择最合适的时间段开展观测工作并制定观测计划表。在应用GPSRTK技术的过程中,测绘人员可以将各类设计工程点输入至掌上机中,随后利用RTK技术的放样功能将点位布设至实地。

(三)测量外业数据

(1)架设移动站与基准站。基准站与移动站架设工作的质量决定了测量结果的准确性。为了确保测绘工作不受外界因素的干扰与影响,测绘人员认真探讨了架设方案。架设方案指出,基准站与移动站之间不得存有高层建筑,所以应当将两站架设在开阔地带,两站之间不得存有高山等高度较大的地物。经验表明,适当地升高接收机的安设位置能在一定程度上提升测量数据的精准度。(2)两站参数的设置。当接收机被固定在准确的位置后使其与基准站相连,随后将接收机的水平高度、基准站坐标值等基础信息输入中,此后应当设定相关数据的存储位置,保证所有设置被有效保存。当电台中出现基准站的通讯信号后断开手薄,随后断开接收机与基准站之间的连接。在基准站参数设置工作结束后跟进移动站参数设置工作,采用手薄使移动站与接收机相连接。测绘人员在设置两站参数的过程中采取有效措施确保参数输入的准确性,认真地复核两站之间的公用数据。需要特别指出的是,移动站与基准站之间的连接必须要牢固与持续,如此能够有效地防止线路中断情况的出现,杜绝数据丢失现象的发生。(3)平面测量。该地区测绘人员应用GPSRTK技术的过程中采用了平面测量技术,该技术的优势在于能够有效提升测量工作的准确性。在移动站间距不大于15km时,观测作业能够在1min之内完成。

(四)对测量质量进行控制

测绘人员需要对手薄测量值进行检查,从而保障测量工作的质量。该地区测绘项目的工作人员在应用GPS-RTK技术的过程中通过OTF来调整模糊度,从而大幅缩短了数据的解算时间,有效提升了测量工作的效率。通常情况下,待测区域内全球定位系统所锁定的卫星数量达到五颗时,全部数据的解算时间即为5s。

总之,随着GPS-RTK技术应用的扩展,其逐渐应用在工程建设中,在市政工程中应用GPS-RTK技术有助于提高定位测量数据的精确性和测量效率,保证工程施工数据的科学性和可靠性,同时GPS-RTK技术的精度受外界因素影响较小,能在复杂的空间环境内应用。随着GPS-RTK应用技术不断提高,其应用范围也将不断扩展。因此可见,在未来市政工程测量中,GPS-RTK应用技术水平会不断提升。GPS测量技术为市政施工提供了更多有效的测量手段,保证了市政工程建设的质量和效率。

参考文献:

[1]林鸿宁.浅谈GPS-RTK联合全站仪在地形测量中的优越性[J].福建冶金,2017,46(05)

[2]唐盛喜,屈大伟.GPS—RTK测绘技术在地质勘查测绘中的应用[J].世界有色金属,2017(15):

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