張建文

大連城際路橋工程有限公司

GPS RTK的發(fā)展及其在公路測(cè)量中的應(yīng)用

張建文

大連城際路橋工程有限公司

我國(guó)公路工程測(cè)量又被稱作公路勘測(cè)，通過按照我國(guó)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容為準(zhǔn)則，并開展公路建設(shè)進(jìn)行勘測(cè)、公路設(shè)計(jì)、放樣、養(yǎng)護(hù)以及運(yùn)用等測(cè)量工作，最終完成公路測(cè)量全體工作，為公路建設(shè)施工做好基礎(chǔ)工作，并減少工程施工的誤差值，保證并控制公路的質(zhì)量。目前我國(guó)最先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)主要是GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)便不僅具有極高的精準(zhǔn)測(cè)量度，其先進(jìn)性和科學(xué)性也廣受我國(guó)公路工程企業(yè)青睞。

GPS RTK 技術(shù)；公路工程；測(cè)量工作

介紹了GPS RTK技術(shù)的主要功能與實(shí)現(xiàn)原理，幫助讀者明確應(yīng)用在公路工程測(cè)量中有哪些作用。重點(diǎn)探討GPS RTK技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀，整理出技術(shù)要點(diǎn)部分，并列舉出技術(shù)應(yīng)用期間需要注意的相關(guān)事項(xiàng)，避免對(duì)公路工程質(zhì)量造成影響。

1 GPS RTK 技術(shù)

RTK 全名為載波相位差分技術(shù)，從表面來講就是通過一載波相位的觀察值為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)。GPS RTK 通過對(duì)兩個(gè)測(cè)量站中的載波相位進(jìn)行觀察，通過對(duì)觀察值進(jìn)行分析和記錄，并將總結(jié)的最終數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送到計(jì)算機(jī)終端，是操作人員及時(shí)了解并計(jì)算出所探測(cè)地區(qū)的范圍和坐標(biāo)。目前我國(guó)許多工程測(cè)量放樣工作以及地形勘測(cè)工作中都用到RTK 技術(shù)，是我國(guó)目前最先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)。

GPS RTK 技術(shù)建立在原有的GPS 技術(shù)上，不僅具備較高的測(cè)量精準(zhǔn)度，其先進(jìn)水平和科技手段也是其他技術(shù)無法與之并肩的。RTK 技術(shù)通過在建立基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈將測(cè)量值傳輸?shù)搅鲃?dòng)站的計(jì)算及終端，為測(cè)量工作節(jié)省了時(shí)間和人力；RTK 技術(shù)具備一定的時(shí)效性和靈活性，因此流動(dòng)站在建立時(shí)可以處于任何狀態(tài)下進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，甚至可以在固定點(diǎn)上啟動(dòng)后在移動(dòng)過程中完成對(duì)數(shù)據(jù)的接收。GPS RTK 技術(shù)為我國(guó)控制作業(yè)和工程道路測(cè)量等領(lǐng)域帶來不可估量的發(fā)展前景，并為推動(dòng)我國(guó)科技發(fā)展﹑提高工程在外作業(yè)效率奠定了良好基礎(chǔ)。

2 GPS RTK技術(shù)的發(fā)展

最初技術(shù)僅僅應(yīng)用在提升傳輸速率上，隨著公路工程不斷的發(fā)展進(jìn)步，對(duì)測(cè)量精準(zhǔn)度要求也更高，定位技術(shù)也發(fā)展到能夠24小時(shí)對(duì)制定區(qū)域監(jiān)控，并將測(cè)量結(jié)果變化實(shí)時(shí)傳輸，測(cè)量結(jié)果能夠精準(zhǔn)到厘米，這樣即使與實(shí)際情況存在差異，也不會(huì)影響到公路工程的建設(shè)質(zhì)量。系統(tǒng)在運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，出現(xiàn)異?，F(xiàn)象也能及時(shí)發(fā)出調(diào)控指令，技術(shù)人員定期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理保存，通過觀察和分析能夠掌握測(cè)量的全過程，這一進(jìn)步減少了人力資源的投入量，并且控制過程也更高效合理，有助于公路工程的施工建設(shè)。

3 GPS RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 外業(yè)測(cè)量作業(yè)前的準(zhǔn)備

1)儀器的自檢。在選定好上述的儀器后，要對(duì)儀器的配件，如對(duì)儀器﹑腳架﹑棱鏡﹑對(duì)中桿﹑水準(zhǔn)尺(或電子水準(zhǔn)儀所采用的條碼尺)等進(jìn)行必要的參數(shù)設(shè)置和檢查工作。測(cè)量過程時(shí)刻謹(jǐn)防儀器本身帶來問題，必須做好儀器的不定期自檢和對(duì)儀器進(jìn)行保養(yǎng)和護(hù)理。因?yàn)闆]有儀器而耽誤施工進(jìn)度，或者在儀器有問題而毫不知情的情況下使用，都將給工程帶來?yè)p失。還要注意儀器對(duì)外界因素的要求，如超高溫﹑超低溫的情況下對(duì)儀器的穩(wěn)定性產(chǎn)生的細(xì)微影響。

2)儀器使用前的技術(shù)培訓(xùn)。工程項(xiàng)目開工前，選擇合理的測(cè)量專業(yè)的人員及數(shù)量。同時(shí)，應(yīng)做好測(cè)量人員上崗前培訓(xùn)工作，組織技術(shù)人員詳細(xì)地了解所使用的GPS﹑RTK﹑全站儀等各種測(cè)量設(shè)備及其配件的操作和使用要點(diǎn)，讓測(cè)量操作手熟練掌握并發(fā)揮該儀器的優(yōu)勢(shì)。

3.2 在地形測(cè)圖中的應(yīng)用

RTK技術(shù)可進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，地形測(cè)圖一般是用全站儀采集地形﹑地物碎部點(diǎn)，利用測(cè)圖軟件電腦成圖，其要求是不僅測(cè)站點(diǎn)要與被測(cè)的地物﹑地貌碎部點(diǎn)之間通視，而且還需要2～3人同時(shí)進(jìn)行操作。采用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，一般取3s作為一個(gè)記錄單元。在記錄數(shù)據(jù)時(shí)，要求測(cè)量人員立點(diǎn)要準(zhǔn)確，盡量穩(wěn)住對(duì)中桿，同時(shí)畫出草圖，以便在內(nèi)業(yè)整圖時(shí)提供參考。點(diǎn)位精度在符合要求的情況下，再測(cè)定一個(gè)區(qū)域內(nèi)的地形﹑地物點(diǎn)位，測(cè)定完成回到室內(nèi)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，在專業(yè)繪圖軟件中編制地形圖。

3.3 在線路中線放樣中的應(yīng)用

GPS 測(cè)量應(yīng)用在公路工程線路中，使得中線測(cè)設(shè)更為快捷方便。設(shè)計(jì)人員在帶狀地形圖上定線后，需將線路中心在地面標(biāo)定出來，采用GPS 實(shí)時(shí)定位(RTK)測(cè)量模式，只需將道路文件的坐標(biāo)等數(shù)據(jù)輸入GPS 接收機(jī)中，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)計(jì)算，顯示流動(dòng)站與實(shí)際點(diǎn)位的差值。根據(jù)儀器手簿所顯示的數(shù)據(jù)，馬上可以定出中線上的任一點(diǎn)位，而且所需時(shí)間短，在整理內(nèi)業(yè)時(shí)，也減少了中平測(cè)量工作。由于每個(gè)點(diǎn)位的測(cè)量都是獨(dú)立完成的，因此不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。

3.4 線路勘測(cè)

在公路選線過程中，我們往往要按照勘察設(shè)計(jì)規(guī)范，本著盡量減少占用農(nóng)田﹑少拆遷房屋并盡量利用舊路路基這樣一個(gè)原則，為了準(zhǔn)確設(shè)計(jì)好道路中線使其符合設(shè)計(jì)要求，我們可以利用GPS-RTK技術(shù)，用車載GPS-RTK接收機(jī)做流動(dòng)站，沿原路中線按一定間隔采集數(shù)據(jù)，選擇另一個(gè)已知點(diǎn)為參考站，遇到重要地物，準(zhǔn)確定位，最后將數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)，利用AutoCAD軟件可以方便的在計(jì)算機(jī)上選線。設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路中線在地面上標(biāo)定出來，并得到中樁點(diǎn)坐標(biāo)及坐標(biāo)文件。

3.5 在公路縱、橫斷面測(cè)量中的應(yīng)用

公路中線確定后，利用中線樁點(diǎn)坐標(biāo)，通過繪圖軟件，即可給出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面圖。由于所用數(shù)據(jù)都是測(cè)繪地形圖時(shí)采集來的，因此不需要再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行縱﹑橫斷面測(cè)量，從而大大減少了外業(yè)工作。如果需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)斷面測(cè)量時(shí)，也可采用實(shí)時(shí)GPS 測(cè)量。與傳統(tǒng)方法相比，在精度﹑經(jīng)濟(jì)﹑實(shí)用各方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。

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[3]王超，鄒士壯，唐磊.GPSRTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，S1：36-37.