陳 剛

中江縣測繪所

1 GPS-RTK技術(shù)

GPS-RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)合，是建立在載波相位觀測值基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)測量技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)主要通過基準(zhǔn)站接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈以及流動(dòng)站接收機(jī)3個(gè)組成部分來實(shí)現(xiàn)。采用衛(wèi)星技術(shù)對地質(zhì)進(jìn)行連續(xù)性的探測觀察，并且通過無線電將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅鲃?dòng)站，根據(jù)數(shù)據(jù)集合GPS定位原理解析流動(dòng)站的精度以及三維坐標(biāo)。相比于GPS測量技術(shù)，GPS-RTK具有快速定位三維坐標(biāo)、定位精確度高以及能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離操作的優(yōu)點(diǎn)，能夠盡量避免誤差的累積。

2 GPS-RTK技術(shù)的工作原理

GPS-RTK技術(shù)結(jié)合了全球定位系統(tǒng)和載波相位差分技術(shù)，能讓工程測量的效率得到很大的改善。GPS是在載波相位觀測值的條件下進(jìn)行工作的，而RTK則是在GPS的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)具有非常高的數(shù)據(jù)測量精準(zhǔn)度，其精準(zhǔn)度可達(dá)到cm范圍。GPSRTK技術(shù)的組成結(jié)構(gòu)主要有3個(gè)，即GPS接收器、基準(zhǔn)站以及流動(dòng)站，在對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和傳輸上，則是借助于差分軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈。

3 GPS-RTK測量技術(shù)在公路工程運(yùn)用中的優(yōu)點(diǎn)

3.1 讓測量工作的要求得以降低

GPS-RTK技術(shù)在進(jìn)行測量時(shí)與傳統(tǒng)的測量方法比較，天氣、溫度以及季節(jié)等因素?zé)o法影響到GPS-RTK技術(shù)工作，不管是平坦地勢還是復(fù)雜地勢，GPS-RTK技術(shù)也能夠進(jìn)行作業(yè)。傳統(tǒng)的測量方法，在遇到一些地勢復(fù)雜或者具有較多影響因素的地區(qū)，由于其作用條件無法得到滿足，致使這些地方就無法進(jìn)行測量工作，而運(yùn)用GPSRTK技術(shù)進(jìn)程測量就能夠有效的解決這些問題。此外，GPS-RTK技術(shù)的高程測量的精度和效率同樣很高。特別是在當(dāng)下，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，很多山區(qū)都得到了開發(fā)，而GPS-RTK技術(shù)具有很高的高程測量精準(zhǔn)度，因此，對我國的山區(qū)發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用。

3.2 GPS-RTK測量技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

(1)支持線路的平斷面、縱斷面、橫斷面、可視化橫斷面采集，大大提高了線路原地面測量效率高和準(zhǔn)確性。(2)線路放樣點(diǎn)實(shí)時(shí)計(jì)算，可以按任意里程加樁，并顯示放樣點(diǎn)里程。(3)直觀快捷的放樣指導(dǎo)方式，按東南西北方向指導(dǎo)，對中桿上設(shè)置指南針，坐標(biāo)放樣和高程放樣可以同時(shí)進(jìn)行。(4)方便地設(shè)置線路平曲線，也可自由地定義出任意形態(tài)的線路，例如匝道。(5)儀器簡單，攜帶方便，在固定點(diǎn)設(shè)置好基準(zhǔn)站后，外業(yè)測量只需一人攜帶一個(gè)移動(dòng)臺便可。(6)數(shù)據(jù)傳輸便捷，對臨時(shí)性的坐標(biāo)可以利用電腦Excel表格直接導(dǎo)入手簿后進(jìn)行施工放樣。

4 GPS-RTK技術(shù)在工程測量之中的應(yīng)用分析

4.1 線路勘測

在公路選線過程中，我們往往要按照勘察設(shè)計(jì)規(guī)范，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。采用實(shí)時(shí)GPS測量，只需將中莊點(diǎn)坐標(biāo)或坐標(biāo)文件輸入到GPS手薄中，系統(tǒng)軟件就會(huì)自動(dòng)定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位，由于每個(gè)點(diǎn)的測量都是獨(dú)立完成的，所以不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。

4.2 繪制大比例地形圖

高等級公路選線多是在大比例尺(通常1：2000或1：1000)帶狀地形圖上進(jìn)行，用傳統(tǒng)方法測圖，先建立控制網(wǎng)，然后進(jìn)行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖，其工作量大、速度慢、時(shí)間長。用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測量，構(gòu)成碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖，由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，大大降低了測圖的難度，省時(shí)又省力。

4.3 RTK放樣測量

將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用到公路工程測量中，主要運(yùn)用了放樣測量的方法，這就極大的提高了測量的準(zhǔn)確性，同時(shí)還要確定控制網(wǎng)、基準(zhǔn)站和計(jì)算方式，以減少測量中產(chǎn)生的誤差，提高測量效率。在測量中，需要首先根據(jù)VB程序計(jì)算的坐標(biāo)放樣點(diǎn)，并且保存后將數(shù)據(jù)輸人已經(jīng)建立坐標(biāo)放樣的RTK中，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，并且做好放樣點(diǎn)以及測量的參數(shù)轉(zhuǎn)換在放樣的過程中，移動(dòng)站必須嚴(yán)格劇種整平，并且采取平滑數(shù)據(jù)分析以及測量測量幾何尺寸的方式檢驗(yàn)放樣誤差。

4.4 準(zhǔn)動(dòng)態(tài)的定位分析

基準(zhǔn)定位也是根據(jù)其動(dòng)態(tài)定位測量的技術(shù)作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)。在完成初始化后流動(dòng)站的接收機(jī)一方面可以對每一個(gè)基準(zhǔn)站進(jìn)行同步數(shù)據(jù)的接收，在另外的一個(gè)方面則是可以根據(jù)其初始階段的采取數(shù)據(jù)的樣本，進(jìn)而能夠?qū)γ恳粋€(gè)觀測站進(jìn)行觀測解算。對于這種方法而言，主要是測量的速度比較快以及精確度高，能夠更好的適應(yīng)各種地形地質(zhì)圖的測繪工作。

4.5 平面控制網(wǎng)GPS靜態(tài)測量

平面控制網(wǎng)靜態(tài)測量是利用3臺GPS接收機(jī)對控制點(diǎn)進(jìn)行定位測量，在平面控制網(wǎng)靜態(tài)測量中利用GPS天線在靜止?fàn)顟B(tài)下對衛(wèi)星信號的連續(xù)跟蹤觀測進(jìn)行定位，通過接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的變化來解算基線，利用已知點(diǎn)坐標(biāo)算出其余加密控制點(diǎn)坐標(biāo)。項(xiàng)目部根據(jù)設(shè)計(jì)提供的控制點(diǎn)，按照施工現(xiàn)場測量放樣的需求對控制點(diǎn)進(jìn)行加密，加密控制點(diǎn)布點(diǎn)沿路線一左一右交叉布置，位置應(yīng)該選擇在視野開闊、基礎(chǔ)穩(wěn)定的地方。平面控制網(wǎng)復(fù)測的等級根據(jù)工程項(xiàng)目中的結(jié)構(gòu)物等級來確定，如橋梁、隧道的等級。

4.6 RTK 工程測量成果的質(zhì)量控制

研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95%，RTK比靜態(tài)GPS還多出一些誤差因素如數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差等。因此，和GPS靜態(tài)測量相比，RTK 測量更容易出錯(cuò)，必須進(jìn)行質(zhì)量控制。(1)已知點(diǎn)檢核比較法。即在布測控制網(wǎng)時(shí)用靜態(tài)GPS或全站儀多測出一些控制點(diǎn)，然后用RTK測出這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。(2)重測比較法。每次初始化成功后，先重測1～2個(gè)已測過的RTK點(diǎn)或高精度控制點(diǎn)，確認(rèn)無誤后才進(jìn)行RTK測量。

5 注意事項(xiàng)

在對公路工程進(jìn)行測量的過程中，若測量的位置處于V型的山谷底部以及樹木茂盛的地方，則流動(dòng)站所接收到的信號以及基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號不強(qiáng)，便會(huì)導(dǎo)致失鎖，點(diǎn)位的精度不高。為了避免這一問題出現(xiàn)，增強(qiáng)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的信號，可以將基準(zhǔn)站移動(dòng)到開闊的地方，提高測量精度。在采用RTK進(jìn)行公路工程測繪前，首先要掌握公路工程測繪的作業(yè)區(qū)域地理環(huán)境，并作星歷預(yù)報(bào)。如果作業(yè)區(qū)域在受衛(wèi)星以及電臺無線電傳輸制約的地方，需要注意的是，基準(zhǔn)站點(diǎn)位的選擇一定要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行，確保觀測到衛(wèi)星圖形強(qiáng)度以及數(shù)據(jù)鏈的傳輸。工作人員對觀測到的結(jié)果要進(jìn)行復(fù)核，避免差錯(cuò)。

綜上所述，隨著RTK技術(shù)的日趨成熟，必將更好地服務(wù)于城市測量。極大地方便了測量工作者的日常工作，隨著其技術(shù)的不斷進(jìn)步，必將給測量工程帶來更大的便利，其在測量中的應(yīng)用領(lǐng)域也將更為廣泛。

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