楊延欣王巍

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試論GPS RTK測(cè)量技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量中的應(yīng)用

楊延欣1王巍2

（1.沈陽施泓圖工程設(shè)計(jì)院有限公司 遼寧沈陽 110000 2.臺(tái)安縣村鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)管理處 遼寧沈陽 114100）

當(dāng)今社會(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS技術(shù)應(yīng)用得越來越廣泛。GPS技術(shù)對(duì)現(xiàn)代人們的生活產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響，其中公路外業(yè)測(cè)量對(duì)GPS的應(yīng)用標(biāo)注著公路測(cè)量的一大技術(shù)革命。GPS技術(shù)在公路測(cè)量的應(yīng)用前景十分光明，尤其是RTK測(cè)量技術(shù)，將公路測(cè)量技術(shù)的潛力無限放大。在公路的實(shí)時(shí)測(cè)量中，RTK技術(shù)的精度非常高，甚至可以達(dá)到厘米級(jí)，應(yīng)用起來十分方便。本文主要對(duì)GPS RTK技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量中的運(yùn)用進(jìn)行分析，討論其對(duì)公路外業(yè)測(cè)量技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用。

GPS RTK；測(cè)量技術(shù)；公路外業(yè)測(cè)量；精度分析

引言

所謂GPS RTK技術(shù)就是對(duì)GPS技術(shù)的二次開發(fā)與利用，它的測(cè)量以快速、敏捷和精度高而聞名。GPS RTK技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，該技術(shù)的應(yīng)用為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了十分巨大的效益。GPS RTK測(cè)量技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量也已經(jīng)應(yīng)用了很長時(shí)間，經(jīng)過近年來的多次改進(jìn)與發(fā)展，它已經(jīng)與公路外業(yè)測(cè)量相互融合，成為了公路外業(yè)測(cè)量中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，但其中仍有很多缺陷等著我們?nèi)ヒ灰豢朔?/p>

1 GPS RTK技術(shù)的工作原理

RTK測(cè)量技術(shù)是從GPS定位技術(shù)中演變而來的，它是一種實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)差分技術(shù)。通常情況下，在外業(yè)測(cè)量時(shí)運(yùn)用到此種技術(shù)是為了及時(shí)準(zhǔn)確的獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，這種技術(shù)測(cè)得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)精度可達(dá)到厘米級(jí)。《測(cè)量學(xué)》一書中介紹，RTK測(cè)量技術(shù)主要使用的是GPS定位技術(shù)中的一種特殊方法，即載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法，而RTK技術(shù)也就是載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分法的簡稱。RTK系統(tǒng)主要包括三個(gè)組成部分，它們分別是流動(dòng)站、基準(zhǔn)站以及通訊設(shè)備。首先基準(zhǔn)站是由電臺(tái)、天線、接收機(jī)等組成的；流動(dòng)站可以簡單地理解為GPS接收機(jī)，它既可以由一臺(tái)GPS接收機(jī)組成，也可以由多臺(tái)GPS接收機(jī)組成，同時(shí)，流動(dòng)站還配有天線、對(duì)中桿和手薄等設(shè)備。在RTK的工作中一般以基準(zhǔn)站作為參考站，用來尋找并觀測(cè)所有能被觀測(cè)到的GPS衛(wèi)星，然后經(jīng)過相關(guān)處理，利用通訊設(shè)備將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站也同時(shí)接受標(biāo)準(zhǔn)站傳來的測(cè)量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)差分定為的基本原理，對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，從而得出流動(dòng)站的立體坐標(biāo)和精確程度，再及時(shí)的在手薄中顯示最終結(jié)果。

2 公路外業(yè)測(cè)量中GPS RTK技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2.1 GPS RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

GPS RTK測(cè)量技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量的應(yīng)用中主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①儀器的自動(dòng)化程度高，能夠節(jié)省大量人力物力，該儀器的測(cè)量軟件可以自動(dòng)的對(duì)公路的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量；②數(shù)據(jù)測(cè)量精確，減少人為誤差，并且可以實(shí)時(shí)顯示；③該技術(shù)測(cè)得的數(shù)據(jù)沒有誤差積累，最終所得數(shù)據(jù)的可靠性能夠得到保障；④該儀器進(jìn)行工作的所需條件容易滿足，工作效率很高。

2.2 GPS RTK測(cè)量技術(shù)的缺點(diǎn)

雖然GPS RTK技術(shù)在運(yùn)用中的優(yōu)點(diǎn)十分明顯，但卻也掩蓋不了它自身存在的缺點(diǎn)。GPS RTK技術(shù)的缺點(diǎn)主要有信號(hào)的穩(wěn)定性容易受外界環(huán)境干擾、參數(shù)設(shè)置復(fù)雜，容易出錯(cuò)、二次開發(fā)得出的公路軟件不專業(yè)以于數(shù)據(jù)處理算法中的疏漏。

3 GPS RTK測(cè)量技術(shù)的外業(yè)測(cè)量流程

3.1 GPS RTK技術(shù)的外業(yè)準(zhǔn)備

①必須對(duì)工程項(xiàng)目的大體情況進(jìn)行了解，掌握一些關(guān)于工程項(xiàng)目的基本信息，如地理位置、測(cè)量范圍等。同時(shí)也要對(duì)需要測(cè)量地區(qū)的交通、地質(zhì)、氣象等進(jìn)行勘測(cè)分析，從而合理地對(duì)外業(yè)測(cè)量工作進(jìn)行規(guī)劃。②需要注意的就是對(duì)資料的收集和對(duì)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的事先設(shè)計(jì)。測(cè)繪資料和輔助資料是資料收集的兩大重點(diǎn)，其中測(cè)試資料的收集主要有兩大內(nèi)容——公路走廊帶的各比例尺地形圖的收集以及各種控制點(diǎn)資料的收集。而輔助資料收集的側(cè)重點(diǎn)在于對(duì)公路附近的交通水系、通訊氣象和地形地貌的觀察與統(tǒng)計(jì)。此外，還要對(duì)公路進(jìn)行儀器參數(shù)設(shè)置和人員任務(wù)分配等合理地設(shè)計(jì)，這就是我們通常說的技術(shù)設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)的最終任務(wù)就是讓整個(gè)項(xiàng)目都參與到一個(gè)合理可行的規(guī)劃中。

3.2 GPS RTK測(cè)量技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量中的應(yīng)用流程

第一步是對(duì)GPS RTK的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。GPS RTK作為高精度、快捷的測(cè)量技術(shù)，其對(duì)設(shè)備的參數(shù)要求非常高。它的參數(shù)主要包括長半軸、橢圓扁率、投影比率和投影高度等。關(guān)于這些參數(shù)的設(shè)置主要有兩種方法：①將測(cè)繪局提供的參數(shù)直接輸入到手薄之中進(jìn)行設(shè)置；②將實(shí)地勘測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算分析，輸入到手薄之中。

第二步是對(duì)儀器的架設(shè)和對(duì)坐標(biāo)的校正。首先在施工項(xiàng)目的實(shí)地選取一個(gè)視野比較開闊，地質(zhì)比較穩(wěn)定的場(chǎng)所，用來架設(shè)RTK所包含的各類設(shè)備。然后在手薄中打開RTK工作模式，并查看連接衛(wèi)星的情況以及差分信號(hào)的獲取情況，直到手薄中出現(xiàn)相對(duì)較為穩(wěn)定的解時(shí)，在最近的控制點(diǎn)中對(duì)設(shè)備進(jìn)行校正。

3.3 對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的采集

在對(duì)儀器進(jìn)行校正后，就可以正式展開項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集工作了。在數(shù)據(jù)的采集過程中，要嚴(yán)格遵守GPS RTK測(cè)量作業(yè)的基本準(zhǔn)則，這樣流動(dòng)站在所有的測(cè)點(diǎn)都可以測(cè)得精確到厘米級(jí)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存。GPS RTK測(cè)量技術(shù)的信號(hào)傳播是以電磁波的形式進(jìn)行的，通常情況下測(cè)量范圍可以達(dá)到15～30km，但有時(shí)也會(huì)受到地理?xiàng)l件的限制影響導(dǎo)致信號(hào)傳播與接收異常。因此，必要時(shí)要移動(dòng)基準(zhǔn)站，重新架設(shè)校正后，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

GPS RTK測(cè)量技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量中的應(yīng)用標(biāo)志著公路建設(shè)的發(fā)展水平，只有不斷地對(duì)其進(jìn)行改善、不斷發(fā)展其在公路外業(yè)測(cè)量咋紅的應(yīng)用，才能讓公路的建設(shè)水平跟上時(shí)代的節(jié)奏。

[1]樊祖振.GPS RTK測(cè)量技術(shù)在公路外業(yè)測(cè)量中的應(yīng)用[J].廣西壯族自治區(qū)林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院，2013.

[2]楊兆祥.GPS RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用前景探討[J].黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院，2010.

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1004-7344（2016）11-0130-01

2016-3-26