刘 强
寿光市测绘有限公司
伴随GPS系统不断升级，GPS-RTK测绘技术在工程勘察方面的实践应用价值逐步突显。GPS-RTK测绘技术本身的定位精准度较高，使其在测绘应用方面具有极佳的应用效果。本文将进一步探讨GPS-RTK测绘技术在工程勘察测绘中的应用，并对其做相应的整理和总结。
GPS PTK系统的基本设计和配置主要有三个方面。其一，基准站。基准站主要由GPS双（单）频接收机、GPS天线、数据传输发送电台、供应网、电源、脚手架等几个大部分共同构成。其二，流动点。流动站由GPS双（单）频道接收机、GPS天线、数据采集接收电台、供应网、电源、手控器、对中杆等部件组成[1]。其三，支持GPS PTK的软件处理系统。
基准观测站的卫星接收器一般安装在一个已知坐标点上，或者是特定卫星点位上。接收器得到的所有信号，可用来反馈卫星坐标信号并确定位置。将卫星检测器收到的GPS信号数据，与观测坐标、观察平均值、卫星信息追踪的运行状态等数据连接，最终获得地理信息全貌[2]。
2.1 收集测区的控制点资料
任何一个测量项目在进入监视测区时，一定需要首先采取收集监视测区的控制点数据，其中包含了控制点的坐标、级别、中心子午线、坐标体系，其信号源是否属于常规的控制网或GPS控制网，相关控制点的位置及其所处的环境是否合理，等等。上述控制点，都适用于动态布控GPS监视基准电台，加强收集测区的控制点资料的准确性。
2.2 求定测区转换参数
GPS PTK测量主要定位是在一个坐标系中直接独立进行的，而在一些复杂工况的定位测量中，其定位则主要是在北京坐标，或者单独的一个坐标上直接独立进行的。这中间还可能存在其他坐标定位变换的相关问题[3]。GPS PTK在静态坐标测量中，坐标系的变换通常是在事后自动处理时态下才能正常进行。而GPS PTK则被广泛应用于现场实时定位检测，要求即刻给出本地的实时具体位置和地理坐标。在计算转换参数时需要满足两个基本条件。
一方面，选择已知检测点尽可能在被精确检测的地区四周，与区域中心均匀横向分布，并且用户可以随时对测量地区范围进行有效的控制。如果被系统选择为高精度检测控制区域的其中一端，则系统应该通过计算可以得到满足系统给定检测的精度标准，并确定所需要求的精度控制区域范围。
另一方面，为了大大提高系统设计的转化精度，最好通过筛选3个以上的转化节点，并综合运用最小二进位数的乘法函数来快速求解，最终获得节点转化后的参数。为了保证多次校验计算结果的正确性，转换处理参数和校验计算的数据正确性时，还需要对观测点进行多次核算，可以选用几个计算接口，在不同时间进行校验计算。而接口带入的计算公式则认为数值正确，起到了多次校验的重要作用。经过多次校验转换后，所需要满足的校验转换计算参数，可以认为是完全可靠的。
2.3 选定并建立参考站
建立一个卫星参考观测站，通常需要同时具备以下几个条件。对于一些地势不明显的地形障碍物和其他主观因素有可能造成的干扰，必须逐一排查。连续时间内收集观测到的所有卫星可视点测量到的信号情况，均可作为传输通信数据，并以此作为卫星测量站点坐标、观察点数值、卫星信号追踪等方面的运行条件。卫星信号接收装置，在正常运行状态下，以三维图像的各种形式，实时传输到每个流动站的独立自动手控器上[4]。接收机也同样可以将主机实时数值位置和主机设计的数值位置进行比较，指导主机放样至正确的设计测量位置的参考值。
2.4 内业数据处理
GPS PTK数据处理方法相对于静态测量方法更为简易。外业测量器可以是一个用来记录实测的坐标，或者是用来记录从接收器输出的各种数据格式。实时动态差分在该软件体系中，提供了一个具有点位、轨道实时放大缩小的漫游功能模拟图像，可以按照不同的建筑工程测量需求，实时输出各种类型的坐标数据信息格式。
3.1 前期准备
地质勘探基本上都是野外施工，因此在野外运用该技术来进行地质勘探测量之前，一定要事先准备好各种工具，对所要测量的地点和区域进行实际考察和分析研究，并切实做好所有的高程信息搜集和整理工作。一般来说，基准站的每一个数据采样频率可以设置为4—5秒，流动站每一个数据采样的频率一般都是1—2秒，截止频率也需要设置为10度以内。同时在流动站的基准点内，还需要对各个控制点的位置和坐标输出信号进行科学控制，在进行实际测量之前，需要对流动站的各种仪器设备参数进行相应的设置，确保各组数据保持一致。
3.2 控制测量
在进行地质勘探的工程中，控制网络的测量是工程建设、管理以及其运行和维修的重要前提和依据，控制网络的测量网型与精度，必然要和整个工程计划项目的特征性质，以及其规模具体性有着很好的紧密关联。一般工程控制网点所涵盖的区域面积相对较小、点位密度相对较大且测量精度的要求相对较高，这样在充分利用传统的测量手段时就很容易出现一定的错误，也会严重影响测量的效率，而且需要充分考虑 GPS PTK技术的适应性，需要在被测量的区域范围内不断完善信息覆盖面，或者在附近的低等级控制点内部设置一个基准站，利用流动式网络便可完成正常测量控制点的信息收集。面坐标与高程方面，并不容易在基准车站上设置相应的控制点，可以选择间接的方式来进行测量。这个步骤中所应用的GPS PTK技术，能够有效地确保测量精度已经达到毫米级别。
3.3 细部测量
GPS PTK技术已经能够广泛地应用于各种地形图测绘、土壤地质学测量以及各种平面位置的施工放样等测试工作中，并能够取得良好的测量结果。在采用传统的测量手段和方法来进行测量的过程中，需要对控制点进行布设，并根据实际测量的需要来规定每一个测站与各个测量点之间都要实现无线通视，这样会导致需要两三个人同时进行测量，影响测量的质量和效率，也不能够大幅度地提升测量的精确性。而在微型细部测量中采用GPS PTK技术，既可以省略控制点的分配和布设环节，也有利于为微型测量节约大量的人力资源，在微型测量时只是需要一组人将自己的测量仪器安装在被检测的碎部点上，停留1—2秒，测量者也可以根据便携式风险事故危机的记录仪器来分析自己所需要的测量数据。行为记录在点位的准确性和精度都能够满足所有测量条件要求的前提下，通过自己专门的测地图软件就能够直接达到预期的地形图。
3.4 放样操作
在放样的工作过程中，我们所采用的GPS PTK技术，只是根据自己的特殊情况来设计，例如将放样的起点和终端的坐标、半径以及曲线的转角等输入至GPS PTK的外业控制器中，这样就有了一个简单的放样工作。同时在这一过程中又能够随时进行互换放样数值，最大限度地降低误差，直到误差值保持在规定的范围内。其中需要特别注意的一点是，由于每一个点位的测量都是独立进行和完成的，因此不会在测量时出现任何累积的误差，且各放样点的测量精度基本保持相同。除此之外，当GPS PTK的实际作业半径已经超过了其他设备所能够承担的测量范围后，测量的结果就可能会与设备产生一定的误差，因此可以说该项检测技术的实际操作半径需要比设备所标称的半径还要小，这一点在实际测量的过程中需要引起高度的重视，避免出现测量误差，影响测量数据的精准度。
综上所述，GPS PTK系统的作业过程，主要是收集测区的控制点资料，求定测区转换参数，在选定并建立参考站之后，对内业数据进行处理。工程勘察测绘中GPS PTK测绘技术的应用策略，需要做好前期准备和测量控制，同时对细部测量和放样操作加以优化，从而发挥出GPS PTK测绘技术的优势，提高工程测绘质量和水平。
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