GPS―RTK技術(shù)及在公路測量工程中應用分析

1、GPS RTK 技術(shù)及在公路測量工程中應用分析摘要： GPS-RTK 技術(shù)近年來發(fā)展比較迅速， 它在各種 控制測量、地形測圖、工程選線及工程放樣中應用廣泛，與 常規(guī)儀器相比非常明顯地提高了作業(yè)效率和作業(yè)精度。論文 主要介紹了該技術(shù)的應用原理，并針對其在公路測量中的運 用技術(shù)做了分析和闡述。關(guān)鍵詞： GPS-RTK 技術(shù) ;公路測量1 GPS-RTK 技術(shù)原理RTK 技術(shù)是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的 以載波相位測量為依據(jù)的實時差分GPS 測量技術(shù)。 是一種將GPS 與數(shù)傳技術(shù)相結(jié)合，實時解算進行數(shù)據(jù)處理，在 1-2 秒 的時間里得到高精度位置信息的技術(shù)， RTK 技術(shù)系統(tǒng)由 GPS 接

2、收設(shè)備、無線電通訊設(shè)備、電子手薄及配套設(shè)備組成，整 套設(shè)備在輕量化、操作簡便性、實時可靠性、厘米級精度等 方面的特點，完全可以滿足數(shù)據(jù)采集和工程放樣的要求。它 是 GPS 測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破， 在公路工程中有廣闊的 應用前景。2 GPS-RTK 技術(shù)在公路測量工程中的應用 隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大力發(fā)展，中、高等級公路建設(shè)迎來前所未有的發(fā)展機遇，這就對勘測設(shè)計提出了更高的要求。 當前，用 GPS 靜態(tài)或快速靜態(tài)方法 建立沿線總體控制原理，為勘測階段測繪帶狀地形圖，路線 平面、 縱面測量提供依據(jù) ;在施工階段為橋梁， 隧道建立施工 控制網(wǎng)，這僅僅是 GPS 在公路測量中應用

3、的初級階段，公路測量的技術(shù)潛力蘊于 RTK 技術(shù)的應用之中， RTK 技術(shù)在公 路工程中的應用，有著非常廣闊的前景。2.1 GPS-RTK 技術(shù)應用模式GPS-RTK 定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模 式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應用可以覆蓋公 路勘測、施工放樣等前端數(shù)據(jù)采集。（1）快速靜態(tài)定位模式 按照工程實際需求， GPS 接收機在每一流動站上，靜止 的進行觀測。在觀測過程中，同時接收基準站和衛(wèi)星的同步 觀測數(shù)據(jù)，實時解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標，如果 解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設(shè)計要求，便可 以結(jié)束實時觀測。一般應用在控制測量中，如控制網(wǎng)加密 ; 若采用常

4、規(guī)測量方法（如全站儀測量） ，受客觀因素影響較 大，在自然條件比較惡劣的地區(qū)實施比較困難，而采用 RTK 技術(shù)可起到事半功倍的效果。單點定位只需要 5-10min ，隨 著技術(shù)的不斷發(fā)展，定位時間還會縮短，不及靜態(tài)測量所需 時間的五分之一，在公路測量中可以代替全站儀完成導線測 量等控制點加密工作。（2）動態(tài)定位模式測量前需要在一控制點上靜止觀測數(shù)分鐘（有的儀器只 需2-10s ）進行初始化工作，之后流動站就可以按預定的采 樣間隔自動進行觀測，并連同基準站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時 確定采樣點的空間位置。 目前，其定位精度可以達到厘米級。 動態(tài)定位模式在公路勘測階段有著廣闊的應用前景，可以完 成地形圖

5、測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線測量 等工作。測量 2-4s，精度就可以達到 1-3cm，且整個測量過 程不需通視，有著常規(guī)測量儀器不可比擬的優(yōu)點。2.2 GPS-RTK 技術(shù)在公路測量工程中的應用公路測量通常是指在勘測設(shè)計、施工放樣階段。公路測 量的特點是線路長、地形地物復雜、測量難度大。采用 GPS-RTK 技術(shù)在公路測量中的應用， 靈活機動，勞動強度小， 生產(chǎn)效率高，通常有以下的作用。（ 1 ）繪制大比例尺地形圖 高等級的公路選線是在大比例尺（1：1000 或 1 ：2000） 帶狀地形圖上進行。用傳統(tǒng)的方法測圖，先要建立控制點， 然后進行碎部測量，再繪制成大比例尺地形圖。這種方

6、法難 度大、速度慢、花費時間長、效率低。采用 GPR RTK 測量 可以完全克服這些缺點，只需要在公路沿線每個碎部點上停 留一兩分鐘，即要獲得每點的三維坐標，結(jié)合輸入點的特征 編碼及屬性信息，就構(gòu)成帶狀地形圖所有碎部點的數(shù)據(jù)。然 后用繪圖軟件成圖。這種方法需要采集碎部點的三維坐標和 輸入屬性信息，而且速度快，既省時又省力，大大地克服了 測圖的難度。（2）道路中線放樣使用 RTK 技術(shù)進行中線測量， 不但克服了傳統(tǒng)放樣法和 坐標放樣法的缺點，而且具有觀測時間短，精度高、無須通 視、現(xiàn)場給出精確坐標等優(yōu)點，其作業(yè)流程如下：1）設(shè)置基準站。 GPS-RTK 定位要求基準站接收機實時 地把觀測數(shù)據(jù)及已

7、知數(shù)據(jù)通過無線電信號傳輸給流動站接 收機，基準站和流動站的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量、無線電的信號傳播 質(zhì)量對 GPS-RTK 定位結(jié)果影響很大，在設(shè)置基準站時。基 準站與流動站之間距離不能太大，基準站應設(shè)置在上空開 闊、沒有強電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點上。架設(shè) 好基準站和天線，打開接收機，進行點校正工作。在有已知 轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下，直接輸入當前坐標系統(tǒng)與WGS-84 坐標 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，建立坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系。在不知道轉(zhuǎn)換參數(shù)的 情況下，直接采用點校正方式建立坐標轉(zhuǎn)換方式。2） 流動站設(shè)置。 打開接收機， 雙擊“測量”圖標， 選 擇“ RTK”測量方式。流動站接收機在跟蹤 GPS 衛(wèi)星信號的 同時也接

8、收來自基準站的數(shù)據(jù)。進行處理獲得流動站的三維 WGS-84 坐標，通過與基準站相同的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)將 WGS-84 坐標轉(zhuǎn)換為相應坐標。3）中線放樣測量。選擇“放樣”選項，進行放樣測量 作業(yè)。系統(tǒng)軟件會自動根據(jù)輸入到 TRK 電子手簿中的放樣 點的坐標，定出放樣點的點位。4）數(shù)值采集。當流動站到達放樣點后，整平流動站天 線，使放樣點位置和天線中心位置重合，按“測量”鍵對該 放樣點進行數(shù)值采集工作。（3）道路的縱橫斷面放樣和土石方計算 縱橫斷面放樣時，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿 中，生成一個施工預放樣點的文件，并儲存起來，隨時可以 到現(xiàn)場測量所用 ;橫斷面放樣時， 先確定橫斷面作業(yè)形式 （挖

9、、 填、半挖半填） ，然后把橫斷面設(shè)計有關(guān)數(shù)據(jù)輸入電子手簿 中（邊坡坡度、路肩寬度、設(shè)計高）也生成一個施工預放樣 文件，儲存起來，并隨時到現(xiàn)場測量放樣。還可利用軟件自 動與地面線銜接進行所謂的 “載帽” 工作， 并利用“斷面法” 進行填挖土方量的計算。用繪圖軟件還可繪出沿線的縱斷面 和各點的橫斷面圖。因為所采用的數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采 集的，不需要到現(xiàn)場進行縱、橫斷面測量，大大減少了外業(yè) 工作。而且必要時，可用動態(tài) GPS 到現(xiàn)場檢驗復合，這與 傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟又易實現(xiàn)。結(jié)語利用 GPS-RTK 技術(shù)測量精度高， 可以達到厘米級精度，且不累計傳遞誤差，觀測時間短并可實時提供三維坐標，完 全可以滿足地下管線點測量精度。近年來，各種用途的連續(xù)運行和參考站系統(tǒng)（CORS）的相繼建成，出現(xiàn)了由多基站 構(gòu)成的網(wǎng)絡 RTK ，解決了常規(guī) RTK 的局限性問題和 GPS 高 程轉(zhuǎn)換問題。該測量技術(shù)操作簡單方便，可以極大提高工作 效率，從而節(jié)約了時間，提高了經(jīng)濟效率。隨著測繪科技的 發(fā)展， GPS-RTK 將得到更廣泛的應用。參考文獻：1 .宋鐵軍，趙志全.GPS （R