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摘 要： GPS RTK即實時動態衛星全球定位技術的簡稱,它是通過一臺基準站和若干臺移動站組成的測量系統,基準站和移動站之間使用無線數據鏈進行連接。本文分析了 GPS RTK 技術在工程測量中的應用，其次，就 GPS RTK 技術在工程測量中處理數據方法和GPS RTK 技術在工程測
摘 要：GPS RTK即實時動態衛星全球定位技術的簡稱,它是通過一臺基準站和若干臺移動站組成的測量系統,基準站和移動站之間使用無線數據鏈進行連接。本文分析了 GPS RTK 技術在工程測量中的應用，其次，就 GPS RTK 技術在工程測量中處理數據方法和GPS RTK 技術在工程測量中應用的優點進行了簡單的分析和探討，僅供同行業朋友參考。
關鍵詞： 地質工程;測量;GPS RTK
引言：隨著現代測量技術的科技含量越來越高，到現在地質測量領域的應用也越來越廣泛。RTK(Real Time Kinematic)，即實時動態衛星全球定位。RTK由一臺基準站和若干移動站組成，基準站和移動站在同時接受衛星實時測量數據的同時，基準站還通過二者之間的無線連接把修正過的數據傳輸給移動站，以便移動站得到更準確的測量數據。測量技術是GPS 衛星定位中最新科學技術，通過載波相位動態實時差分方法，來確保野外測量達到厘米的精確度，大大提高了測量數據的精確性。RTK 測量技術作為 GPS 地質測量的里程碑，為其工程放樣、地圖測繪等多個作業帶來了便利，極大的提高了作業精確度和效率。
一、 GPS RTK 技術在工程測量中的應用
1. GPS 技術在地質工程測量中的應用 地質工程測量由于作業環境限制，有著強度大，效率低，周期長的特點，因此需要先進設備儀器輔助作業。傳統的輔助儀器以電子全站儀應用最為廣泛，但是仍然不能滿足地質工程測量的強度需要，科技含量更高的設備儀器和技術需求迫在眉睫。而 GPS 在地質測量行業的運用，大大緩解了這一問題。GPS 定位技術不受地質測量作業環境的影響，無嚴格的控制測量等級之分，無需造標，不必考慮測點間橫向通視問題，且更為重要的是誤差小。相對于傳統的測量方法，GPS 是革新技術，對數據處理和控制誤差是階梯性提升。當前，靜態 GPS 測量技術、快速靜態技術使用頻率較大，對測量設計方案和實地作業有很大方便。在設計階段，使控制測量和地形圖的繪制更為精確;在實際作業中，對定點、放線、位置坐標、高度的把握及施工有很大幫助。GPS 技術在測量工程中的運用仍屬于初級階段，仍需要不斷改革創新，迎合工程進度難度。
2. RTK 技術在地質工程測量中的應用
RTK 技術就是為了迎合測量工程新需要而開發使用的新技術產品。實時動態(RTK)定位技術的工作原理是，通過基站上的GPS接收機接收數據，同時將此數據通過無線電設備實時傳送到用戶站，根據相對定位原理，對兩個數據進行整合來控制其精確度。RTK定位技術是GPS測量技術發展的一個新突破，可實時顯示出用戶站的三維坐標及精確度。通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算的收斂情況，從而可實時地判定解算結果是否成功，以減少冗余觀測，縮短觀測時間，提高工作效率。
3.RTK技術在地質工程測量中的工作原理
RTK技術在地質工程測量工作的具體流程為：基準站接收到GPS 接受觀測位和測站坐標的相關數據，以數據統一調制解調器為媒介，將GPS觀測數據及站點的坐標信息用電磁信號的形式發送給流動站。流動站完成初始化后，接受來自基準站的數據;同時，另一方面也自主接受 GPS 觀測到的相關數據，在系統內將二者組成差分觀測值進行實時處理，再經過坐標轉換、和投影改正等，最終給出可精確到厘米的坐標位置。
二、GPS RTK 技術在工程測量中的應用模式
目前，GPS RTK 技術在工程測量中的有三種主要應用模式：快速靜態定位測量、動態定位測量和準動態測量。三種定位模式各有優勢，也可相互交叉使用，在地質工程測量中被廣泛使用，可覆蓋到包括施工前的測量、地圖繪制到施工期間的監理和地理信息系統前端數據采集等眾多環節。
1.快速靜態定位
快速靜態定位是靜態定位的衍生品，對客觀環境依賴程度大，但卻有高效快速和高精確度的特點。其工作原理是在每個用戶站上安裝 GPS 接收機，并保持接收機處于靜止狀態進行觀測和數據采集。用戶站同時接收基準站和衛星的觀測數據，并實時進行解算來調整用戶站的三維坐標。當結算結果的變化趨勢越來越小，達到穩定地步，并且其誤差在可允許厘米范圍之，定位工作結束。如果用戶站的接收機處于流動狀態，而非靜止狀態，只需調整接收機接受衛星的頻率為不連續狀態，也可保證測量結果在誤差范圍之內。
2.動態定位
動態定位操作大致分兩步：先初始化采樣后展開測量工作。在測量工作進行前，先鎖定一固定的靜止控制點，對其觀測數分鐘并采取樣本數據。緊接著，將采取的樣本數據反饋到流動站接收機。此方法適用采樣點的實時定位，比如定位地質點的空間坐標位置，其特點是不僅可快速定位還可控制其精確度在厘米誤差內。
3.準動態定位
準動態定位是以動態定位測量技術為基礎的，有著相似的工作原理。測量工作前，首先初始化流動站接收機，使其對靜止起始點進行觀測采取樣本數據，用來解算整體作業的未知數據。初始化后，流動站接收機一方面實時接受基準站的同步觀測數據，一方面根據初始階段采取的樣本數據，對每一個觀測站觀測解算，確定每個觀測站的三維坐標。此方法測量速度快、精確度高，可適用于地形地質圖測繪、勘探線測量、施工后期監測測量等工作。
三、 GPS RTK技術在工程測量中應用的優點
1.高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術就是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在RTK作業模式下，基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數據鏈接收來自基準站的數據，還要采集GPS觀測數據，并在系統內組成差分觀測值進行實時處理，同時給出厘米級定位結果，歷時不足一秒鐘。流動站可處于靜止狀態，也可處于運動狀態;可在固定點上先進行初始化后再進入動態作業，也可在動態條件下直接開機，并在動態環境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數解固定后，即可進行每個歷元的實時處理，只要能保持四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出厘米級定位結果。
2.RTK作業自動化、集成化程度高，測繪功能強大。RTK可勝任各種測繪內、外業。流動站利用內裝式軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業精度。
3.降低了作業條件要求。RTK技術不要求兩點間滿足光學通視，只要求滿足“電磁波通視”和對天基本通視，因此，和傳統測量相比，RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小，在傳統測量看來由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視地區，只要滿足RTK的基本工作條件，它也能輕松地進行快速的高精度定位作業。
4.定位精度高，數據安全可靠，沒有誤差積累。不同于全站儀等儀器，全站儀在多次搬站后，都存在誤差累積的狀況，搬的越多，累積越大，而RTK則沒有，只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業半徑范圍內，RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級。
5.作業效率高。在一般的地形地勢下，高質量的RTK設站一次即可測完10km半徑左右的測區，大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的“搬站”次數，僅需一人操作，在一般的電磁波環境下幾秒鐘即得一點坐標，作業速度快，勞動強度低，節省了外業費用，提高了測量效率。
6.操作簡便、數據處理能力強。南方測繪RTK的基準站無需任何設置，移動站就可以邊走邊獲得測量結果坐標或進行坐標放樣。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強，能方便快捷地與計算機、其它測量儀器通信。南方測繪靈銳S82-2008、靈銳S86在基準站架設、移動站操作、手簿軟件的使用方面都比較簡單易學。
四、結束語
GPS RTK 技術使傳統的地質勘測技術和成果發生了根本變化，它降低了地質勘測工作的作業時間、勞動難度和積累誤差，提高了作業的精確度和效率，為測量數據的可靠性、精確度和高效率提供了保障。GPS RTK技術動態與實際應用得到了越來越多行業的關注和科技工作人員的重視，不僅對地質行業有非凡的意義，對其他更多的行業來說也不失為一個難得的機遇。相信隨著科學的發展，GPS RTK技術的穩定性、數據傳輸能力會越來越高，再加上輔助軟件機能的提升，其應用前景將更加廣闊。
參考文獻
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