公路工程测量中GPS-RTK测量技术的应用优势

陈 刚

中江县测绘所

1 GPS-RTK技术

GPS-RTK实时动态测量是GPS测量技术与数据传输的结合，是建立在载波相位观测值基础上的动态测量技术。GPS-RTK技术主要通过基准站接收机、数据链以及流动站接收机3个组成部分来实现。采用卫星技术对地质进行连续性的探测观察，并且通过无线电将数据传输到流动站，根据数据集合GPS定位原理解析流动站的精度以及三维坐标。相比于GPS测量技术，GPS-RTK具有快速定位三维坐标、定位精确度高以及能够实现远距离操作的优点，能够尽量避免误差的累积。

2 GPS-RTK技术的工作原理

GPS-RTK技术结合了全球定位系统和载波相位差分技术，能让工程测量的效率得到很大的改善。GPS是在载波相位观测值的条件下进行工作的，而RTK则是在GPS的基础上进行工作。实时动态定位技术具有非常高的数据测量精准度，其精准度可达到cm范围。GPSRTK技术的组成结构主要有3个，即GPS接收器、基准站以及流动站，在对相关数据进行处理和传输上，则是借助于差分软件系统和数据链。

3 GPS-RTK测量技术在公路工程运用中的优点

3.1 让测量工作的要求得以降低

GPS-RTK技术在进行测量时与传统的测量方法比较，天气、温度以及季节等因素无法影响到GPS-RTK技术工作，不管是平坦地势还是复杂地势，GPS-RTK技术也能够进行作业。传统的测量方法，在遇到一些地势复杂或者具有较多影响因素的地区，由于其作用条件无法得到满足，致使这些地方就无法进行测量工作，而运用GPSRTK技术进程测量就能够有效的解决这些问题。此外，GPS-RTK技术的高程测量的精度和效率同样很高。特别是在当下，随着我国经济的不断发展，很多山区都得到了开发，而GPS-RTK技术具有很高的高程测量精准度，因此，对我国的山区发展起到了很大的推动作用。

3.2 GPS-RTK测量技术优点

(1)支持线路的平断面、纵断面、横断面、可视化横断面采集，大大提高了线路原地面测量效率高和准确性。(2)线路放样点实时计算，可以按任意里程加桩，并显示放样点里程。(3)直观快捷的放样指导方式，按东南西北方向指导，对中杆上设置指南针，坐标放样和高程放样可以同时进行。(4)方便地设置线路平曲线，也可自由地定义出任意形态的线路，例如匝道。(5)仪器简单，携带方便，在固定点设置好基准站后，外业测量只需一人携带一个移动台便可。(6)数据传输便捷，对临时性的坐标可以利用电脑Excel表格直接导入手簿后进行施工放样。

4 GPS-RTK技术在工程测量之中的应用分析

4.1 线路勘测

在公路选线过程中，我们往往要按照勘察设计规范，为了准确设计好道路中线使其符合设计要求，我们可以利用GPS-RTK技术，用车载GPS-RTK接收机做流动站，沿原路中线按一定间隔采集数据，选择另一个已知点为参考站，遇到重要地物，准确定位，最后将数据传入计算机，利用AutoCAD软件可以方便的在计算机上选线。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来，并得到中桩点坐标及坐标文件。采用实时GPS测量，只需将中庄点坐标或坐标文件输入到GPS手薄中，系统软件就会自动定出放样点的点位，由于每个点的测量都是独立完成的，所以不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。

4.2 绘制大比例地形图

高等级公路选线多是在大比例尺(通常1：2000或1：1000)带状地形图上进行，用传统方法测图，先建立控制网，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图，其工作量大、速度慢、时间长。用实时GPS动态测量，构成碎部点的数据。在室内即可由绘图软件成图，由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，大大降低了测图的难度，省时又省力。

4.3 RTK放样测量

将GPS-RTK技术应用到公路工程测量中，主要运用了放样测量的方法，这就极大的提高了测量的准确性，同时还要确定控制网、基准站和计算方式，以减少测量中产生的误差，提高测量效率。在测量中，需要首先根据VB程序计算的坐标放样点，并且保存后将数据输人已经建立坐标放样的RTK中，进行系统设置，并且做好放样点以及测量的参数转换在放样的过程中，移动站必须严格剧种整平，并且采取平滑数据分析以及测量测量几何尺寸的方式检验放样误差。

4.4 准动态的定位分析

基准定位也是根据其动态定位测量的技术作为一个重要的基础。在完成初始化后流动站的接收机一方面可以对每一个基准站进行同步数据的接收，在另外的一个方面则是可以根据其初始阶段的采取数据的样本，进而能够对每一个观测站进行观测解算。对于这种方法而言，主要是测量的速度比较快以及精确度高，能够更好的适应各种地形地质图的测绘工作。

4.5 平面控制网GPS静态测量

平面控制网静态测量是利用3台GPS接收机对控制点进行定位测量，在平面控制网静态测量中利用GPS天线在静止状态下对卫星信号的连续跟踪观测进行定位，通过接收到的卫星数据的变化来解算基线，利用已知点坐标算出其余加密控制点坐标。项目部根据设计提供的控制点，按照施工现场测量放样的需求对控制点进行加密，加密控制点布点沿路线一左一右交叉布置，位置应该选择在视野开阔、基础稳定的地方。平面控制网复测的等级根据工程项目中的结构物等级来确定，如桥梁、隧道的等级。

4.6 RTK 工程测量成果的质量控制

研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%，RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，RTK 测量更容易出错，必须进行质量控制。(1)已知点检核比较法。即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。(2)重测比较法。每次初始化成功后，先重测1～2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。

5 注意事项

在对公路工程进行测量的过程中，若测量的位置处于V型的山谷底部以及树木茂盛的地方，则流动站所接收到的信号以及基准站发出的差分信号不强，便会导致失锁，点位的精度不高。为了避免这一问题出现，增强基准站和流动站的信号，可以将基准站移动到开阔的地方，提高测量精度。在采用RTK进行公路工程测绘前，首先要掌握公路工程测绘的作业区域地理环境，并作星历预报。如果作业区域在受卫星以及电台无线电传输制约的地方，需要注意的是，基准站点位的选择一定要严格按照相关的规范要求进行，确保观测到卫星图形强度以及数据链的传输。工作人员对观测到的结果要进行复核，避免差错。

综上所述，随着RTK技术的日趋成熟，必将更好地服务于城市测量。极大地方便了测量工作者的日常工作，随着其技术的不断进步，必将给测量工程带来更大的便利，其在测量中的应用领域也将更为广泛。

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