摘 要：公路道路測(cè)量精度問題一直是困擾我國(guó)道路工程施工的重要因素，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量，造成道路測(cè)量誤差較大，嚴(yán)重影響了后續(xù)道路建設(shè)工作。RTK技術(shù)的應(yīng)用有效地彌補(bǔ)了此方面不足，其厘米級(jí)精度完全能夠滿足當(dāng)前我國(guó)公路測(cè)量所需，在我國(guó)道路測(cè)量工作中得到了廣泛應(yīng)用。為了進(jìn)一步探究RTK技術(shù)在道路測(cè)量中的應(yīng)用價(jià)值，本次研究針對(duì)RTK技術(shù)應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)展開了深入研究。

關(guān)鍵詞：公路道路；測(cè)量精度；RTK技術(shù)；實(shí)時(shí)測(cè)量；厘米級(jí)

目前在我國(guó)公路道路施工中，RTK技術(shù)由于具有厘米級(jí)測(cè)量精度及實(shí)時(shí)測(cè)量效率而被廣泛應(yīng)用在了道路工程施工準(zhǔn)備階段，對(duì)整體工程建設(shè)起到了重要的推動(dòng)作用。為了能夠詳細(xì)了解RTK技術(shù)在道路測(cè)量中的運(yùn)行原理，下文對(duì)其應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)分析并對(duì)其未來發(fā)展趨勢(shì)做出了展望，以此來為RTK技術(shù)進(jìn)一步完善改進(jìn)提供借鑒參考。

1 RTK技術(shù)概述

1.1 RTK技術(shù)概念

RTK（Real Time Kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、無線電技術(shù)及測(cè)量定位技術(shù)融為一體的高效測(cè)量組合系統(tǒng)。

1.2 RTK系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

1.2.1 硬件要求。RTK技術(shù)對(duì)硬件設(shè)備的要求相對(duì)較高。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)不同地區(qū)道路測(cè)量工作中RTK技術(shù)硬件配置標(biāo)準(zhǔn)分析后，文章得出了RTK技術(shù)對(duì)硬件配置的最低要求為：可用于裝配的無線電信號(hào)接收裝置、相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈、供電設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量及數(shù)據(jù)傳輸，還需要配備無線數(shù)字通信系統(tǒng)。關(guān)于無線數(shù)字通訊系統(tǒng)，文章在總結(jié)了測(cè)量工作中所出現(xiàn)問題后，認(rèn)為，該無線數(shù)字通訊系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件：（1）信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)。由于道路測(cè)量工作環(huán)境較差，受到各種自然因素，如：大霧、風(fēng)沙、高山等阻擋，信號(hào)穩(wěn)定性容易受到影響，繼而干擾RTK技術(shù)應(yīng)用。因此，無線數(shù)字通訊系統(tǒng)必須要具有較強(qiáng)的信號(hào)抗干擾能力。（2）數(shù)據(jù)傳輸通道暢通。數(shù)據(jù)傳輸使用的通訊信道不應(yīng)該與其他系統(tǒng)功用相混淆，以避免不同信道信息傳輸過程中相互干擾。因此，在道路測(cè)量工作中必須要保證通訊信道的暢通。

1.2.2 軟件要求。RTK技術(shù)在道路測(cè)量工作中需要不間斷的接收實(shí)時(shí)流動(dòng)站提供的三維坐標(biāo)定位結(jié)果并將其進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)呈現(xiàn)的目的。因此，RTK技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中需要具備更加優(yōu)異的軟件系統(tǒng)來支持整個(gè)技術(shù)應(yīng)用過程。隨著科學(xué)技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，電子設(shè)備更新?lián)Q代周期明顯縮短，在軟件系統(tǒng)應(yīng)用中也需要預(yù)留出相應(yīng)二次開發(fā)或軟件升級(jí)空間，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)能夠緊隨時(shí)代發(fā)展，做到快速更新。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理。RTK技術(shù)數(shù)據(jù)處理問題不僅是困擾我國(guó)道路測(cè)量工作的難題，在世界的范圍內(nèi)也是一個(gè)控制器保持實(shí)時(shí)狀態(tài)的未知技術(shù)難題。在深入研究之后，文章得出了RTK技術(shù)數(shù)據(jù)處理核心問題之所在——整周未知數(shù)的求解工作[2]。在道路測(cè)量工作中，為了能夠?qū)κ占臄?shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析鑒別，RTK技術(shù)數(shù)據(jù)處理通常都會(huì)對(duì)整個(gè)圓周進(jìn)行實(shí)施搜索。此過程中將會(huì)使用模糊函數(shù)法、優(yōu)化分解法這兩個(gè)實(shí)際工作中最常被用到的數(shù)據(jù)搜索方法來對(duì)未知數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索。

2 道路測(cè)量中RTK技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)分析

2.1 工程放樣測(cè)量應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

工程放樣是進(jìn)行實(shí)地測(cè)量的首要步驟，也是當(dāng)前測(cè)量重點(diǎn)所在。由于放樣位置與工程整體質(zhì)量有著直接的關(guān)聯(lián)性，因此在放樣控制點(diǎn)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)及坐標(biāo)系等幾方面求解措施就顯得尤為重要。首先道路測(cè)量人員需要將放樣點(diǎn)自身的坐標(biāo)、線、各個(gè)樁號(hào)等信息參數(shù)錄入到掌上電腦的RTK技術(shù)資料庫中。之后另選擇一個(gè)相對(duì)地勢(shì)較高、附近空曠、受建筑物及自然因素影響較小的已知地點(diǎn)來進(jìn)行基準(zhǔn)站架設(shè)工作。在架設(shè)過程中需要保證無線數(shù)字通信系統(tǒng)能夠同時(shí)接收到至少5顆以上的衛(wèi)星信號(hào)，以此來保證RTK技術(shù)數(shù)據(jù)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)的正常與高效性。在相關(guān)測(cè)量人員已經(jīng)完成了流動(dòng)站測(cè)量工作之后，便可以啟動(dòng)運(yùn)行RTK系統(tǒng)，當(dāng)程序初始化完成之后即可以開展道路測(cè)量數(shù)據(jù)分析工作。從RTK技術(shù)資料庫中提取出事先存儲(chǔ)的預(yù)置坐標(biāo)等資料，利用圖形化方式將各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行連接架構(gòu)，使之完全顯示在操作者面前。在圖形展現(xiàn)過程中需要不斷對(duì)測(cè)量點(diǎn)位所呈現(xiàn)出的精度水平進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)測(cè)量精度與道路測(cè)量預(yù)期值相一致時(shí)，即可以結(jié)束放樣測(cè)量工作。在此過程中單人即可完成所有的放樣點(diǎn)位設(shè)置、數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)算處理、圖形架構(gòu)等一系列工作，節(jié)約了工程測(cè)量過程中人力、物力資源投入，為工程施工提供了更為直觀的數(shù)據(jù)。RTK技術(shù)尤為適用地形復(fù)雜的地區(qū)道路測(cè)量工作中，能夠顯著提高測(cè)量工作效率，是當(dāng)前道路測(cè)量必不可少的測(cè)量手段。

2.2 定位測(cè)量應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

2.2.1 動(dòng)態(tài)定位測(cè)量。動(dòng)態(tài)定位測(cè)量是整個(gè)道路測(cè)量數(shù)據(jù)全面性、具體性的重要保障，在實(shí)際工作執(zhí)行過程中一般需要測(cè)量者在某個(gè)放樣控制點(diǎn)位保持靜態(tài)幾分鐘時(shí)間，以避免系統(tǒng)初始化所導(dǎo)致的采樣數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)整個(gè)RTK系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，動(dòng)態(tài)定位測(cè)量工作即可以按照事先預(yù)定的時(shí)間間隔及點(diǎn)位測(cè)量順序來開展觀測(cè)工作。測(cè)量過程中每個(gè)動(dòng)態(tài)測(cè)量點(diǎn)位數(shù)據(jù)信息可以通過便攜設(shè)備及時(shí)傳輸至系統(tǒng)終端進(jìn)行綜合匯總，并依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)先設(shè)計(jì)的運(yùn)算模型來分析數(shù)據(jù)是否符合本次測(cè)量工作要求。如果測(cè)量人員測(cè)量收集的數(shù)據(jù)信息與實(shí)際測(cè)量工作存在較大偏差，則系統(tǒng)自動(dòng)向現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員發(fā)出警示，及時(shí)告知測(cè)量數(shù)據(jù)是在哪個(gè)環(huán)節(jié)、哪組數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，以方便及時(shí)糾正，確保整個(gè)測(cè)量工作能夠收獲真實(shí)準(zhǔn)確的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)。由于RTK技術(shù)配備了無線數(shù)字通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳輸及共享，基準(zhǔn)站也能夠得到即時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換一致性[3]。

2.2.2 三維坐標(biāo)解算。RTK技術(shù)所配備的無線電信號(hào)接收裝置能夠同時(shí)接收來自于衛(wèi)星傳輸與基準(zhǔn)站共享的相關(guān)信息，并且能夠利用自身數(shù)據(jù)處理程序進(jìn)行三維坐標(biāo)解算。目前三維坐標(biāo)解算方法主要有：基于泰勒級(jí)數(shù)展開方法和基于羅德里格矩陣方法兩種，RTK技術(shù)在綜合驗(yàn)證了兩種結(jié)算方法利弊后使用了基于羅德里格矩陣方法，在大角度測(cè)量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中更能得出精確結(jié)果。當(dāng)所得出的解算結(jié)果并無明顯變化，相關(guān)數(shù)值趨于一個(gè)穩(wěn)定值后，即為道路測(cè)量的最終精度值。相較于傳統(tǒng)測(cè)量方法，RTK技術(shù)受到外界客觀因素影響明顯較低，能夠確保道路測(cè)量所得到的數(shù)值符合實(shí)際，起到了事半功倍的作用[4]。

2.2.3 控制測(cè)量應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)。根據(jù)我國(guó)頒布實(shí)施的控制測(cè)量規(guī)范內(nèi)容之規(guī)定，Ⅰ級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)位誤差>±5cm，而實(shí)際道路測(cè)量工作中RTK技術(shù)20km以內(nèi)控制點(diǎn)位測(cè)量的平面精度誤差為±3cm，無論是從理論上還是實(shí)踐研究上RTK技術(shù)均能夠滿足道路測(cè)量Ⅰ級(jí)以下導(dǎo)線點(diǎn)的測(cè)量精度要求[5]。

3 RTK技術(shù)展望

隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的逐步完善，在衛(wèi)星定位領(lǐng)域我國(guó)已經(jīng)具有了與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)一較高下的實(shí)力，其測(cè)控精度已經(jīng)逐漸接近GPS衛(wèi)星定位精度，但是使用價(jià)格卻明顯低于GPS。將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用在RTK技術(shù)中，不僅能夠?yàn)榈缆窚y(cè)量工作提供更多便利，也可以降低不必要成本支出，提高工作效率，發(fā)展前景極其廣闊。RTK技術(shù)+北斗導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)將會(huì)在我國(guó)道路測(cè)量工作中發(fā)揮更加顯著的推動(dòng)作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，RTK技術(shù)應(yīng)用到公路道路測(cè)量工作中，能夠顯著提高測(cè)量精度，且具有全天候作業(yè)的能力，直接推動(dòng)了我國(guó)道路工程建設(shè)工作發(fā)展進(jìn)程，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。但是在實(shí)際測(cè)量工作中也需要注意細(xì)節(jié)的處理，避免操作失誤所帶來的定位誤差超過規(guī)范要求，從而影響道路工程施工，以為測(cè)量體系發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張占全（1983-），男，滄州雙盛公路工程咨詢有限公司，主要從事公路與橋梁設(shè)計(jì)工作，本科學(xué)歷，土木工程（道路與橋梁方向）專業(yè)。