GPS-RTK测量技术及其在工程测绘中的应用
摘要
关键词
GPS-RTK测量技术;工程测绘;高精度;应用
正文
一、GPS-RTK测量技术概述
GPS—RTK测量技术是现代测绘领域里的一项核心技术,它的发展历程能追溯到全球定位系统民用化的早期阶段[1],该技术依靠基准站和流动站共同作业,达成了厘米级高精度定位的实时解算,完全改变了传统测绘作业中“外业采集-内业处理”的分离模式。在建筑工地看到测量员拿着移动设备迅速获取坐标,或者看到无人机在农田上空准确喷洒农药,这些场景背后支撑它们的就是GPS-RTK技术的精密定位能力。这项技术的核心原理基于对卫星信号传播误差的实时消除机制,基准站不断接收卫星信号并计算定位误差,依靠数据链把校正信息实时传送给流动站。流动站再结合自身观测数据与校正参数进行载波相位差分处理,以此实现高精度定位,这种动态差分技术有效克服了电离层延迟、对流层折射等环境因素对定位精度的影响,在开阔环境下平面定位精度能达到±1cm,高程精度能达到±2cm。在移动通信技术快速发展的当下,网络RTK技术借助构建连续运行参考站系统,把传统单基准站模式升级为区域提高服务,扩大了作业范围,提高了作业效率。
二、GPS-RTK测量技术在工程测绘中的应用
(一)控制测量
在河北省开展基础设施建设工作时GPS-RTK技术得到了广泛应用,主要用于构建平面以及高程控制网。在工程项目正式启动之前,测绘人员借助基准站与流动站开展实时差分测量作业,可快速获取有高精度的控制点坐标,在进行测量操作期间,基准站需设置在稳定且视野较为开阔的区域,随后依靠无线电或者网络把实时改正数传递至流动站,如此一来流动站便可在较短时间内完成点位的测定工作。
在大规模控制测量任务里,像是高速公路、铁路以及市政工程的前期测绘工作中,GPS-RTK技术可削减繁琐的三角测量与导线测量流程。测绘人员于现场布置若干基准站,联合CORS(连续运行参考站)系统,达成厘米级精度的实时测量,例如于河北省的某高速公路建设当中,测绘小组借助CORS系统构建高精度控制网,和传统GPS测量相比较,测量时间减少了将近50%,契合了施工进度的需求。在山区或者地形较为复杂的区域,GPS-RTK配合全站仪使用,提升了高程测量的精度,规避了因信号遮挡致使的误差,保障了控制点的稳定性与精确度[2]。
(二)地形测量
地形测量属于工程测绘里颇为关键的一部分,这与规划设计是否合理以及施工方案怎样制定有着直接联系,例如于河北省开展土地整理、河道治理以及工程选址工作期间,GPS-RTK技术已然成为主要的测量方式。在针对大面积地形进行测绘任务时,和传统测量方法相比较而言,GPS-RTK可迅速获取有高精度的坐标数据,使得测绘效率得到很大程度的提高。测绘人员带着流动站,于测区依照预先设定好的路线开展测量工作,实时记录下测点的坐标,而后借助数据处理软件生成地形图。
农田改造以及土地整理项目当中,GPS-RTK可精确地测量出高程方面的变化,为后续进行的平整土地以及修建排水系统等工作提供数据支持。例如在河北省的某一个大型土地复垦项目里,测绘团队利用GPS-RTK快速完成了地形起伏的测量工作,并且生成了高精度的数字高程模型,为设计单位提供了详细的数据资料。与传统水准测量相比,其作业时间缩短了70%以上,同时还避免了人工测量可能产生的误差,GPS-RTK同样被应用于洪涝灾害评估工作,测绘人员在受灾区域可迅速获取地形数据,为后续的水利工程设计提供科学依据。
(三)施工放样
GPS-RTK技术应用之后,施工放样工作变得更为高效且精准,在大规模施工项目里,GPS-RTK可迅速提供坐标数据,将传统方法中繁杂的测量步骤给予减少,提升测量精度,在河北省的公路、桥梁、建筑以及地下管网施工当中,GPS-RTK已然成为主要的放样手段,
在公路施工进程里,GPS-RTK技术被运用于路基、边坡、桥梁墩台等关键部位的放样作业。测绘人员依据设计图纸来设定放样点位,借助GPS-RTK流动站快速获取坐标,以此指导施工人员开展精准定位工作。例如在河北某高速公路建设项目中,GPS-RTK技术用于路基中心线放样,与传统全站仪放样相比,工作效率提升了一倍有余,同时误差被控制在厘米级范围之内。在桥梁施工时,GPS-RTK被用于墩台放样、主梁定位以及索塔施工测量等工作,以保证各构件可精确安装,某跨河大桥建设期间,测绘人员利用GPS-RTK进行桥墩中心定位,并结合水准测量来控制高程,误差控制在毫米级,契合了桥梁施工的精度需求。
在房建工程领域,GPS-RTK被大量应用于基础放样、定位以及高程测量等工作。河北有一个高层建筑施工项目,测绘人员于其中利用GPS-RTK开展桩基放样工作,和传统方法相比,其减少了繁杂的坐标计算以及误差,提升了施工效率。在工业厂房建设进程中,GPS-RTK结合全站仪进行钢结构放样,保证了构件安装的精度与稳定性。于地下管网施工里,GPS-RTK用于管道放样以及接口高程控制,防止出现因放样误差导致的排水不畅或接口错位问题,提高了施工质量。
(四)变形监测
变形监测的核心在于实时获取监测点的三维坐标,并分析其变化趋势,为工程维护和安全评估提供数据支持。GPS-RTK的高精度和实时性,使其在桥梁、大坝、高层建筑、边坡等结构的变形监测中具有明显优势。
比如说,在桥梁变形监测工作里,测绘人员会于桥墩以及桥面的关键部位设置监测点,借助GPS-RTK定期开展坐标变化的测量工作,并且结合数据分析软件来计算桥梁的水平位移状况以及沉降情况。于河北某大型跨河桥梁的长期监测项目当中,GPS-RTK系统与自动化监测平台相互结合,达成了桥梁变形的实时监测,可及时发觉异常位移,以此保障桥梁结构的安全。在大坝安全监测领域,GPS-RTK被用于监测坝体变形,测绘人员会定期测量坝顶以及坝坡的高程与位移变化,还会把数据上传至监测系统,对大坝安全状况给予评估。在河北某水库大坝的变形监测过程中,测绘小组运用GPS-RTK构建长期监测点,同时结合水准测量以及倾斜监测仪,保证了监测数据的准确性,为大坝运行安全提供了科学的依据。
三、总结
综上所述,GPS-RTK测量技术属于现代工程测绘里一项具变革性的技术手段。它拥有如高效率、全天候等优势,于各个工程领域得以广泛应用,有力提升了测绘工作的质量与效率。随着GPS技术持续发展及完善,RTK测量定会在更多领域发挥关键作用,给工程建设以及社会发展带来更多帮。
参考文献:
[1]黄瑛.现代测绘技术在工程测量中的应用分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2025(1):048-051.
[2]任彭睿智.智能化测绘技术在工程测量中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市,2025(1):52-54.
作者简介:李双珍,女,1991年05月08日,汉,河北省邯郸市,大专,工程师,研究方向:国土资源工程工程测量。
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