网络RTK在公路施工测量中的应用

滕春江

【摘要】传统RTK技术较网络RTK技术在实际应用中有着作业距离短、随距离的增大而精度变差、可靠性差、在山岭重丘区或有信号干扰情况下无法正常工作、对控制点校正参数影响大、对基准站架设电源供给电台不方便等缺点。而网络RTK恰恰克服了这些缺陷，本文简述了网络RTK的组成、工作原理及其在公路施工测量中的应用。

【关键词】RTK；网络RTK；施工测量；应用

一、引言

随着国民经济的发展，我国高速公路建设速度加快，RTK技术在公路施工测量方面有了很广泛的应用，然而传统RTK在实际应用中面临着作业距离短、在山岭重丘区或有信号干扰情况下无法正常工作、随距离的增大而精度变差、可靠性差、对控制点校正参数影响大、对基准站架设电源供给电台不方便等缺点。网络RTK技术已经慢慢走近你的生活，逐步成为RTK技术将来的发展方向；网络RTK采用基准参考站网络，以距离最远（80kin）的间隔来布设一系列基准参考站，它还能提供连续、实时、参考框架，通过增加控制站来做数据的处理、监控工作状况和数据质量工作，能够大范围、长距离内连续工作，具有精度高、覆盖面广等特点。本文从网络RTK的工作原理、组成及特点出发，通过合生产实践经验介绍网络RTK技术在公路施工测量中的应用，来论述网络RTK在未来RTK技术的主导作用。

二、网络RTK的组成及工作原理

（一）网络RTK的组成

网络RTK由基准站、数据处理中心（控制中心）、数据通信线路和用户部分组成。其中核心的就是数据处理中心或者控制中心，它包括了GPS网络RTK系统中数据的传输、接收、转换、处理、发送等重要任务。基准站网由固定的基准站组成的网络，一般一个完整的GPS网络RTK系统至少有3个固定的己知基准控制点（标准的是6个）。数据处理中心也称为控制中心，是整个GPS网络RTK系统的核心部分，由GPS网络RTK软件和通讯服务器组成。数据通信线路是整个系统中不可缺少的部分，它担负着联系控制中心与基准站和流动站的重大任务。用户部分也就是流动站部分，由GPS接收机、移动电话网络数据通讯模块等构成。接收机通过无线网络将自己初始位置发给控制中心，并接收控制中心的差分信号，生成厘米级的位置信息。这也是GPS网络RTK系统最终要得到的结果。以上是GPS网络RTK系统四个基本组成部分的简单介绍，它们构成了整个系统的框架。

（二）网络RTK误差来源及减小误差的方法

网络模型的系统误差包括：电离层误差；对流层误差；卫星轨道误差、网络延迟误差。减少误差的方法主要有以下几个方面：

1）差分和采用精密星历的方法可以减少卫星轨道误差。

2）采用精密星历可以在很大程度上消除卫星轨道误差。一种优秀的卫星轨道插值方法可以低阶的次数获得高精度的卫星坐标且具有较快的收敛速度。

3）应用速率较快的有线和无线网络可大大减小由于网络延迟而带来的误差

（三）网络RTK的作业流程（见图1.1）

二、网络RTK在公路施工测量中的应用

（一）网络RTK的优势

网络RTK技术的应用，彻底改变了传统的RTK公路施工测量作业方式，具有作业范围广、精度高及野外单机作业等众多优点。其主要优势体现在：

1）扩大了工作范围。

2）使用方便，提高了工作效率。

3）可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性。

4）用固定可靠的数据链通讯方式，免受电台通讯距离限制。

6）可提供远程INTERNET服务，实现数据共享。

（二）网络RTK在公路施工测量中的应用

（1）绘制大比例尺地形图。

公路选线多是在大比例尺带状地形图上进行。用传统全站仪等方法测图，工作量大，速度慢，花费时间长。而用网络RTK测量可以克服这些缺点，它能快速获得每个碎部点的坐标和高程。大大降低了测图难度，省时又省力，实用性非常高。

（2）道路中线施工测量

设计人员在大比例尺带状地形图上选定线路后，需将在实地地面上标定出来。采用网络RTK进行中线放样，只需将中桩点坐标数据输入或者通过计算机导入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精几乎没有差别。

三、网络RTK进行施工测量的注意事项

为了保证网络RTK在公路施工测量中的精度、速度和可靠性，使之更好的服务于工作、服务于工程项目建设，在使用网络RTK进行公路施工测量时应注意以下几点：

（一）已知点要求

已知点至少3个以上，且能控制整个线路范围，符合测量中长边控制短边的要求；作为正常高拟合计算的已知点能包围整个测区且分布均。

（二）施工测量前对已知点进行检验

使用网络RTK进行施工测量作业前，先测量已知点检验测量成果的可靠性和精度，一方面可以检验观测精度，另一方面也可以检验坐标转换精度和正常高计算精度。

（三）对卫星的要求

卫星数越多，分布越均匀，则PDOP值就越小，一般要求接收卫星数保持5颗或5颗以上，且PDOP小于6时，才进行网络RTK测量。

（四）观测时间和观测方法

精度稳定才能开始观测，一搬在初始化后等3.5秒精度就可趋于稳定，在测量精度要求较高时，观测时应使用脚架固定移动站的天线，进行严格的对中、整平，并根据实际要求多次观测，取其平均值作为最终结果。

四、结论

比较传统RTK技术来，网络RTK技术克服了随着作业半径的增大精度和可靠性降低的作业瓶颈。成功的将网络RTK测量技术应用于公路施工测量，可发挥其单站控制范围广、操作便捷、无误差积累的特性，对公路施工测量的作业方法产生了重大改变，极大地提高了测量的精度和速度，在公路施工测量方面有着广阔的应用前景。

但因网络RTK测量技术尚未成熟，在施工放样过程中仍会出现一些不稳定现象，在使用过程中应尽可能的通过多联测测区内的控制点、选择最佳观测时段、多次观测取平均值等方法来提高测量精度。