浅论公路工程测量中GNSS-RTK技术的应用

1 GNSS-RTK技术的作业原理

GNSS—RTK技术系统中关于用户的部分主要有:数据链、流动站和基准站。其作业原理是:基准站接收机架设在已知或未知坐标的参考点上，连续接收所有可视GNSS卫星信号，基准站将测量的站点坐标、载波相位观测值、接收机工作状态、伪距观测值、卫星跟踪状态等情况借助无线数据链传送到流动站，然后流动站进入初始化状态，搜索求解整周未知数，最后进入动态作业。流动站接收基准站传入的数据，并且同步观测采集GNSS卫星载波相位数据，通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度，根据基准站和流动站的相关性，得出流动站的平面坐标X、Y和高程H。

2 公路测量中的GNSS测量技术

公路工程测量向纵向延伸，且比较长，而横向延伸比较窄。现阶段，用于公路测量的技术主要有:遥感测量技术、GNSS技术、光电测量技术等，并且这些发展得非常成熟，特别是GNSS技术。下文将对公路测量中的GNSS测量技术进行论述。

2.1 公路控制测量

公路测量中传统的控制网采用导线形式的布设方法，其精度直接受点分布、所用仪器设备、导线长度的影响。而若工程测量中采用GNSS技术，则控制网只与GNSS卫星的分布、处理基线的情况、卫星的观测时间、质量相关。所以，控制网的点位分布没有固定的地点。因此，需要对施工现场的放样仪器—全站仪进行考虑，同时对点位之间的通视进行考虑，这样施工放样会更加简洁。然后在对工程的精度需要、专业的技术人员、经费成本和现有的仪器设备进行考虑，从而恰当准确的布设GNSS控制网。

GNSS控制网点在野外进行埋设，埋设完成之后，接下来就是观测GNSS控制网，而对于野外作业通常运用GNSS载波相位静态相对定位测量。而如果是重点、特大工程项目，则采用现场试验的观测方法。然后是选择合适的控制网观测方法，主要依据于卫星的数量、星历分析、卫星信号的质量、现场信号的干扰情况等等。处理野外作业数据前，需要对各个控制点观测卫星时卫星的信号质量进行检查，如果发现存在质量较差点的卫星，在处理数据前需要对其进行重点查看，倘若基线不达标则需要重新测量或是补测，如若不然会降低整个GNSS控制网的精度。所以说，对GNSS控制网的数据进行处理，同样是一个重要的环节。

2.2 绘制大比例带状地形图

大比例尺(1∶1000或1∶2000)带状地形图，是高等级公路选线、设计的基础，所以，必须为设计人员准备精度高的数字带状地形图。采用传统的测图方法，需要首先建立控制，其次测量碎部，最后，绘制成比例尺大的地形图，这一过程需要大量的工作时间。绘制线路带状地形图，运用GNSS-RTK技术采集碎部点数据，这样不用建立图根控制，只需在碎部点上停留一两分钟，或是更少仅需几秒钟，就能得到关于该点坐标和高程的数据。采集速度快，大大降低了测图的难度，既省时又省力。

2.3 中线测量

中线测量时工程测量中的重要环节，是指测设直线和曲线，在现场明确标出道路中心线的平面位置，并测量工程的实际里程。中线测量为测绘平面图和宗、横断面图提供依据，同时是公路设计、施工和其他公路的依据。首先是设计人员对带状地形图上的中线进行设计，然后设计路线中的起点、转点和终点的坐标，并将其在地面上标注出来。采用GNSS技术，将中桩点坐标输入电子手簿中即可，接下来软件会放样点的点位进行自动定位。点测量独自完成，因此，不会出现累计误差，同时各点的放样精度基本一样。高等级公路路线主要包括直线、圆曲线和缓和曲线。因此，放样时，只需输入各主控点桩号、起终点的方位角、直线段与缓和曲线的距离、圆曲线的半径即可，接下来就能轻松的进行放样。

2.4 道路的纵横断面放样测量和土石方计算

纵横断面放样时、先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工预放样点的文件，并储存起来，随时可以到现场测量所用;横断面放样时，先确定横断面作业形式(挖、填、半挖半填)，然后把横断面设计有关数据输入电子手簿中(边坡坡度、路肩宽度、设计高)也生成一个施工预放样文件，储存起来，并随时到现场测量放样。还可利用软件自动与地面线衔接进行所谓的“载帽”工作，并利用“断面法”计算填挖土方量。利用绘图软件可以测绘出各点的横断面图和沿线的纵断面图。加之所利用的数据都是测绘地图时采集得到的，因此，不需要到现场对横、纵断面进行测量，这样大大降低了工作量，并且必要的话，可以采用动态的GNSS技术到现场检验复合，与传统方法相比，该方法既经济又容易实现。

2.5 施工测量

利用GNSS-RTK测量技术进行工程施工放样，GNSS定位平面精度一般能达到2-3cm，高面测量精度要低点，但完全能够满足前期的测量放样工作，因此，对于等级要求不高的公路，其现场施工的测量放样可以采用GNSS—RTK技术。对于高程精度要求较高的公路施工测量放样，平面位置采用GNSS-RTK定点，利用水准测量方法测定高程。

GNSS-RTK对于工程的放样定位，其优点是:速度快、定位精准、精度稳定等等，因此，在公路放样定位中，需要获得的精度信息进行点位放样。GNSS技术用于公路施工测量时，不仅具=具备良好的硬件，而且可选择丰富的软件。施工中关于点、线、面和坡度的放样都非常便捷。

3 结束语

总之，GNSS-RTK技术运用于公路测量，标志着公路的作业手法和测量手段发生了巨大的变革，使测量的工作效率和测点的精度大大提升，极大的促进了工程建设的进度及质量。但是在实际应用中仍然受到某些限制因素的影响，不利于工作的有效开展，但相信随着科技的发展，将会对GNSS-RTK技术进行不断优化与改善。

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