摘 要 GPS PTK测量技术就是一种实时、动态的测量技术，是GPS测量技术和数据传输技术结合的产物。随着经济的发展和科技的进步，GPS PTK技术已经在各个领域普及，尤其是在对场地土方工程进行测量时，GPS RTK技术会发挥巨大的作用，不仅能平整场地，对土方面积进行计算，还能提高工作效率，保证工程的进度符合工期安排。本文首先阐述了GPS RTK技术的工艺和工作原理，然后分析了它在土方测量中的作用和优势，最后对它在土方测量中的实际应用和计算方法进行了讨论。
关键词 土方；工程测量；GPS RTK测量技术；优势；计算
随着社会经济的迅猛发展，在很多工程中都需要对场地的土方数量进行测量。测量的主要目的就是为了计算工程过程中需要挖掘的土方数量。因为土方数量的计算能够为工程的预算提供数据支持，也是合理安排施工现场的重要依据。现在工程测量中，用于土方测量的技术有很多，笔者就以GPS RTK测量技术为例，介绍它在土方测量中的作用和具体的计算方法。
1 GPS RTK测量技术的定义和工作原理
1.1 GPS RTK测量技术的定义
GPS RTK测量技术就是一种实时的、动态的测量技术，是GPS技术和数据传输技术结合的产物。这种测量技术是建立在载波相位观测值的基础之上的，对GPS测量技术来说，是一种全新的突破。
1.2 GPS RTK测量技术的工作原理
随着GPS（全球定位系统）技术的不断发展，GPS RTK测量技术也日趋成熟，正被广泛地应用在各个领域中。这种GPS RTK测量技术包括基准站、移动站和数据连接三个部分。GPS RTK测量技术在运用时，第一步就是将一台接收机作为基准站，然后将它放在高精度的控制点的位置上，对卫星进行持续的跟踪观测，并将相关的数据和信息，要通过无线电或者网络传送给移动站。移动站在接收到卫星信号之后，利用无线接收器，对基准站的数据进行接收，然后根据定位原理，计算出移动站每一个观测位置的三维坐标和精确度。
2 GPS RTK测量技术在场地土方工程测量中的优势
第一，在场地土方工程测量中采用GPS RTK测量技术可以不受到天气条件和视线的限制，全天候的进行测量工作，这样就能提高测量工作的效率；
第二，因为GPS测量技术会设置首级控制点，GPS RTK测量技术可以直接在它的基础上收集相关数据。这样就会减少进行全站测量对图根来控制测量的要求，能够充分利用时间，加快工程测量的进度；
第三，利用GPS RTK测量技术得到的数据非常精确，而且精确度的平均值较高，分布比较均匀，将误差控制在了最小的范围之内。这样得出的数据精确度高，且比较稳定，能使测量的土方量和实际的土方量无限接近；
第四，GPS RTK技术的计算方法非常简便，能够迅速的计算出整周的模糊角度；
第五，因为GPS RTK在进行定位的时候要不停地向移动站进行信息传输。这样将数据连接的距离扩大，就减少了参考点的设立和信息的频繁转换，使得数据传输的时间明显缩短。
3 GPS RTK在场地土方工程测量中具体计算
3.1制定科学的测量方案
GPS RTK确实能够提高场地土方工程测量的工作效率，缩短工作时间，提供精确的定位和数据，但是并不是所有的场地土方测量都能使用这种方法。在进行测量之前，必须要根据工程测量的实际环境和工作量来综合考虑，选择最恰当的测量技术和手段。在运用GPS RTK技术进行土方测量时，至少要对5颗及以上的卫星给保持实时跟踪，并且基准站和移动站之间的距离不能超过5km，这样才能保证测量结果的精确性。需要注意的是，在采用GPS RTK技术进行土方测量时，还应该限制最大点位上的误差范围，这样才能保证运动状态下的实时三维坐标和实际的坐标之间的误差控制在规定的范围之内。
3.2具体的实施过程
在具体的测量工作中，GPS RTK测量技术的实施包括两个方面的内容，即数据的收集和处理。
3.2.1数据的采集
在土方测量的方案确定之后，就可以在工程图测量的首级控制点上，实行RTK的实时动态测量工作。基准站位置的选择不是毫无要求的，最好设置在视线比较开阔的地方，并且周围的环境对它造成的烦扰不能太大。选择好基准站的位置之后，要在其中安装一台负责接收数据的GPS接收机，保持对5颗及以上卫星的实时跟踪，并将GPS接收机和电台进行连接，以便实现数据的实时传输。还有两台GPS接收机，其中保持静态状态的一台可以在基准站附近观测几分钟，然后进行初始化，确认目标的坐标和高度无误之后，就可以让另一台接收机从站点开始保持运动的状态。这台接收机在运动的过程中，可以根据现场环境的草图来安排图根点的位置。大比例的地形测量采集位置能为现场环境草图的绘制提供参考意见。如果地势平坦，可以采用方格网法。如果地势比较复杂，就可以对地形的特征点进行加密测量。
3.2.2数据的处理
这个过程是土方量计算的具体操作过程，户外数据的采集完成之后，就需要将采集到的数据输入计算机，然后根据对采集到的数据进行分析和比较。如果有的位置采集到的数据不能满足计算的需求，或者是采集的过程中，由于操作不当导致的数据误差，又或者是超过限制的数据都要予以删除，只能将符合计算需求和能保证计算正确的数据保留下来。
确定了数据的正确性之后，就应该按照绘制的现场环境的草图对图根点进行折断线的连接。只有这样，才能保证在建立数字模型的时候，能对每个观测点之间的拓扑关系有所限制，让每个观测点之间的拓扑结构更接近实际情况。在对草图的图根点进行折断线的连接时，应该将具有相同特点的点位连接在一起，这样生成的数字模型才能最接近实际地形。随后，测量人员应该按照工程建设方的要求，确定工程施工的边界线。最后，就需要测量人员将相关的数据，例如三维坐标点和折断线的数据等进行分层次的储存，为管理数据和对数据进行计算提供方便。在完成了数据的储存之后，就可以根据规划的需求进行土方量的计算。 4 GPS RTK在场地土方工程测量中应该注意的问题
在场地土方的工程测量中应用GPS RTE测量技术时，应该注意以下几点问题：
第一点，在确定了基准站的控制点之后，应该使方格网点上的坐标系统和控制点的坐标保持一致。同时，在安装GPS接收机的时候，应该让接收机的频率和最近的基准站的频率保持一致，这样才能保证这个GPS接收机符合基准站进行操作的需要；
第二点，流动站的参数设置也要和基准站的参数为标准，尤其是电台通道操作，最好使用一个电台通道，这样才能保证接受信息的准确性和可靠性；
第三点，在测量的过程中，有一些会因为建筑物或者是树木的遮挡导致信号的中断。如果出现这种情况，无法收集到各个网点的坐标时，就可以在对附近和原本的采集点具有相同高度的目标进行数据采集。除了这种方法之外，还可以在测量的过程中沿着同一个方向对这个点的数据进行收集，这样才能将土方量测量的误差控制在最小的范围之内；
第四点，测量活动的实践表明，测量的时间对测量数据的精准度也有影响。所以在进行测量时一定要选择最佳的测量时间，通常是在上午的11：00之前和下午的3：30之后。如果测量的条件允许，可以选择在晚上进行测量，因为晚上测量的数据准确度最高。虽然GPS RTK测量技术可以不受到天气的条件进行全天候的测量，但是在数据采集的准确度上是有差异的，所以不能为了缩短工期，就盲目的进行数据采集，这样只会增加计算过程中的误差，增加投资的成本，得不偿失。
5 结论
综上所述，在场地土方的工程测量中应用GPS RTK测量技术的应用能够实现实时动态的测量，并且使计算的土方量和实际挖掘的土方量无限接近，为工程施工提供数据支持，提高工程测量的效率。但是GPS RTK测量技术也有很明显的缺点，必须要对卫星保持持续的跟踪观测，一旦发生意外情况，就需要对系统进行初始化，这也是GPS RTK测量技术中应该注意的问题。
参考文献
[1]杨浩.浅谈GPS RTK技术在工程测量中的应用[J].科技致富向导，2013（25）.
[2]赵连华.如何利用GPS（RTK）在地质勘查工程测量中代替传统测量工作[J].科技风，2013（4）.
[3]唐冲.GPS-RTK在土石方工程中的应用研究[J].科技创新导报，2013（11）.
[4]李刚.浅论GPS（RTK）测量在工程测量中的应用[J].甘肃科技，2011（12）.
[5]韩棚举，王经国.GPS-RTK测量技术在公路工程测量中的优势[J].科技视界，2013（15）.
[6]高秀娟.应用GPS RTK进行公路土方工程测量及计算[J].黑龙江科技信息，2010（12）.
关键词 土方；工程测量；GPS RTK测量技术；优势；计算
随着社会经济的迅猛发展，在很多工程中都需要对场地的土方数量进行测量。测量的主要目的就是为了计算工程过程中需要挖掘的土方数量。因为土方数量的计算能够为工程的预算提供数据支持，也是合理安排施工现场的重要依据。现在工程测量中，用于土方测量的技术有很多，笔者就以GPS RTK测量技术为例，介绍它在土方测量中的作用和具体的计算方法。
1 GPS RTK测量技术的定义和工作原理
1.1 GPS RTK测量技术的定义
GPS RTK测量技术就是一种实时的、动态的测量技术，是GPS技术和数据传输技术结合的产物。这种测量技术是建立在载波相位观测值的基础之上的，对GPS测量技术来说，是一种全新的突破。
1.2 GPS RTK测量技术的工作原理
随着GPS（全球定位系统）技术的不断发展，GPS RTK测量技术也日趋成熟，正被广泛地应用在各个领域中。这种GPS RTK测量技术包括基准站、移动站和数据连接三个部分。GPS RTK测量技术在运用时，第一步就是将一台接收机作为基准站，然后将它放在高精度的控制点的位置上，对卫星进行持续的跟踪观测，并将相关的数据和信息，要通过无线电或者网络传送给移动站。移动站在接收到卫星信号之后，利用无线接收器，对基准站的数据进行接收，然后根据定位原理，计算出移动站每一个观测位置的三维坐标和精确度。
2 GPS RTK测量技术在场地土方工程测量中的优势
第一，在场地土方工程测量中采用GPS RTK测量技术可以不受到天气条件和视线的限制，全天候的进行测量工作，这样就能提高测量工作的效率；
第二，因为GPS测量技术会设置首级控制点，GPS RTK测量技术可以直接在它的基础上收集相关数据。这样就会减少进行全站测量对图根来控制测量的要求，能够充分利用时间，加快工程测量的进度；
第三，利用GPS RTK测量技术得到的数据非常精确，而且精确度的平均值较高，分布比较均匀，将误差控制在了最小的范围之内。这样得出的数据精确度高，且比较稳定，能使测量的土方量和实际的土方量无限接近；
第四，GPS RTK技术的计算方法非常简便，能够迅速的计算出整周的模糊角度；
第五，因为GPS RTK在进行定位的时候要不停地向移动站进行信息传输。这样将数据连接的距离扩大，就减少了参考点的设立和信息的频繁转换，使得数据传输的时间明显缩短。
3 GPS RTK在场地土方工程测量中具体计算
3.1制定科学的测量方案
GPS RTK确实能够提高场地土方工程测量的工作效率，缩短工作时间，提供精确的定位和数据，但是并不是所有的场地土方测量都能使用这种方法。在进行测量之前，必须要根据工程测量的实际环境和工作量来综合考虑，选择最恰当的测量技术和手段。在运用GPS RTK技术进行土方测量时，至少要对5颗及以上的卫星给保持实时跟踪，并且基准站和移动站之间的距离不能超过5km，这样才能保证测量结果的精确性。需要注意的是，在采用GPS RTK技术进行土方测量时，还应该限制最大点位上的误差范围，这样才能保证运动状态下的实时三维坐标和实际的坐标之间的误差控制在规定的范围之内。
3.2具体的实施过程
在具体的测量工作中，GPS RTK测量技术的实施包括两个方面的内容，即数据的收集和处理。
3.2.1数据的采集
在土方测量的方案确定之后，就可以在工程图测量的首级控制点上，实行RTK的实时动态测量工作。基准站位置的选择不是毫无要求的，最好设置在视线比较开阔的地方，并且周围的环境对它造成的烦扰不能太大。选择好基准站的位置之后，要在其中安装一台负责接收数据的GPS接收机，保持对5颗及以上卫星的实时跟踪，并将GPS接收机和电台进行连接，以便实现数据的实时传输。还有两台GPS接收机，其中保持静态状态的一台可以在基准站附近观测几分钟，然后进行初始化，确认目标的坐标和高度无误之后，就可以让另一台接收机从站点开始保持运动的状态。这台接收机在运动的过程中，可以根据现场环境的草图来安排图根点的位置。大比例的地形测量采集位置能为现场环境草图的绘制提供参考意见。如果地势平坦，可以采用方格网法。如果地势比较复杂，就可以对地形的特征点进行加密测量。
3.2.2数据的处理
这个过程是土方量计算的具体操作过程，户外数据的采集完成之后，就需要将采集到的数据输入计算机，然后根据对采集到的数据进行分析和比较。如果有的位置采集到的数据不能满足计算的需求，或者是采集的过程中，由于操作不当导致的数据误差，又或者是超过限制的数据都要予以删除，只能将符合计算需求和能保证计算正确的数据保留下来。
确定了数据的正确性之后，就应该按照绘制的现场环境的草图对图根点进行折断线的连接。只有这样，才能保证在建立数字模型的时候，能对每个观测点之间的拓扑关系有所限制，让每个观测点之间的拓扑结构更接近实际情况。在对草图的图根点进行折断线的连接时，应该将具有相同特点的点位连接在一起，这样生成的数字模型才能最接近实际地形。随后，测量人员应该按照工程建设方的要求，确定工程施工的边界线。最后，就需要测量人员将相关的数据，例如三维坐标点和折断线的数据等进行分层次的储存，为管理数据和对数据进行计算提供方便。在完成了数据的储存之后，就可以根据规划的需求进行土方量的计算。 4 GPS RTK在场地土方工程测量中应该注意的问题
在场地土方的工程测量中应用GPS RTE测量技术时，应该注意以下几点问题：
第一点，在确定了基准站的控制点之后，应该使方格网点上的坐标系统和控制点的坐标保持一致。同时，在安装GPS接收机的时候，应该让接收机的频率和最近的基准站的频率保持一致，这样才能保证这个GPS接收机符合基准站进行操作的需要；
第二点，流动站的参数设置也要和基准站的参数为标准，尤其是电台通道操作，最好使用一个电台通道，这样才能保证接受信息的准确性和可靠性；
第三点，在测量的过程中，有一些会因为建筑物或者是树木的遮挡导致信号的中断。如果出现这种情况，无法收集到各个网点的坐标时，就可以在对附近和原本的采集点具有相同高度的目标进行数据采集。除了这种方法之外，还可以在测量的过程中沿着同一个方向对这个点的数据进行收集，这样才能将土方量测量的误差控制在最小的范围之内；
第四点，测量活动的实践表明，测量的时间对测量数据的精准度也有影响。所以在进行测量时一定要选择最佳的测量时间，通常是在上午的11：00之前和下午的3：30之后。如果测量的条件允许，可以选择在晚上进行测量，因为晚上测量的数据准确度最高。虽然GPS RTK测量技术可以不受到天气的条件进行全天候的测量，但是在数据采集的准确度上是有差异的，所以不能为了缩短工期，就盲目的进行数据采集，这样只会增加计算过程中的误差，增加投资的成本，得不偿失。
5 结论
综上所述，在场地土方的工程测量中应用GPS RTK测量技术的应用能够实现实时动态的测量，并且使计算的土方量和实际挖掘的土方量无限接近，为工程施工提供数据支持，提高工程测量的效率。但是GPS RTK测量技术也有很明显的缺点，必须要对卫星保持持续的跟踪观测，一旦发生意外情况，就需要对系统进行初始化，这也是GPS RTK测量技术中应该注意的问题。
参考文献
[1]杨浩.浅谈GPS RTK技术在工程测量中的应用[J].科技致富向导，2013（25）.
[2]赵连华.如何利用GPS（RTK）在地质勘查工程测量中代替传统测量工作[J].科技风，2013（4）.
[3]唐冲.GPS-RTK在土石方工程中的应用研究[J].科技创新导报，2013（11）.
[4]李刚.浅论GPS（RTK）测量在工程测量中的应用[J].甘肃科技，2011（12）.
[5]韩棚举，王经国.GPS-RTK测量技术在公路工程测量中的优势[J].科技视界，2013（15）.
[6]高秀娟.应用GPS RTK进行公路土方工程测量及计算[J].黑龙江科技信息，2010（12）.
