摘 要：測(cè)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工程建設(shè)過(guò)程中都發(fā)揮著重要作用，在公路的設(shè)計(jì)和施工中，通過(guò)測(cè)量可以獲取科學(xué)、準(zhǔn)確、詳細(xì)的數(shù)據(jù)和信息，以便于做出最佳決策和最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)GPS RTK技術(shù)在公路測(cè)量中運(yùn)用得越來(lái)越多。本文以此為出發(fā)點(diǎn)對(duì)GPS RTK技術(shù)進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù)；公路測(cè)量；運(yùn)用情況

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.139

1 GPS RTK技術(shù)的原理分析

RTK技術(shù)，即載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。與GPS技術(shù)不同的是，RTK技術(shù)可以直接提供觀測(cè)對(duì)象的三維坐標(biāo)信息。以往的GPS技術(shù)無(wú)論是處于動(dòng)態(tài)定位模式還是靜態(tài)定位模式，都難以實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)信息的實(shí)時(shí)解算，也無(wú)法對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)核檢，在數(shù)據(jù)的處理上具有一定的滯后性，而且難以保證觀測(cè)信息的質(zhì)量和精度。因此，在實(shí)際的測(cè)量工作中，往往會(huì)采用延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間的方法來(lái)提升數(shù)據(jù)測(cè)量的精度，這樣就降低了GPS技術(shù)的時(shí)效性，難以滿足實(shí)際工作的需要。RTK技術(shù)的應(yīng)用很好地改善了GPS技術(shù)的這一缺陷，RTK技術(shù)以載波相位觀測(cè)值為依據(jù)，其系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成。通過(guò)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站對(duì)同一組GPS衛(wèi)星的連續(xù)鎖定和信息采集，并借助專業(yè)技術(shù)對(duì)采集到的載波相位觀測(cè)量進(jìn)行處理，來(lái)求解整周模糊度，從而最終確定流動(dòng)站的厘米級(jí)精度的位置。借助GPS RTK技術(shù)，用戶可以進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，并減少觀測(cè)的時(shí)間，提升觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 GPS RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的運(yùn)用

2.1 控制測(cè)量

GPS測(cè)量可以分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)煞N模式，靜態(tài)測(cè)量技術(shù)主要用于測(cè)量大型的建筑物，比如特大的橋梁工程、隧道和互通式立交等，采用靜態(tài)測(cè)量的方式可以最大程度提升測(cè)量結(jié)果的精度；動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)主要用于一般公路工程的控制測(cè)量工作中，在實(shí)際工作中，往往采用RTK技術(shù)。借助這種測(cè)量方式，在進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)，第一時(shí)間獲取觀測(cè)的信息值，并且保證觀測(cè)值的精度和質(zhì)量。同時(shí)，當(dāng)測(cè)量的結(jié)果達(dá)到工程要求的數(shù)據(jù)精度后就可以停止觀測(cè)，節(jié)約觀測(cè)的時(shí)間，大大提升公路測(cè)量的工作效率。如果RTK模式選擇得當(dāng)，RTK技術(shù)在長(zhǎng)邊靜態(tài)測(cè)量中也可以顯現(xiàn)出明顯的效果，但是這需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量的需求來(lái)制定合適的實(shí)測(cè)方案，并對(duì)是否選擇應(yīng)用RTK技術(shù)做出決策。

2.2 勘探線路

在公路的選址和設(shè)計(jì)階段，GPS RTK技術(shù)仍然具有很重要的利用價(jià)值。在公路的選址過(guò)程中，要注重加大勘探和考察力度，根據(jù)公路的規(guī)劃方案合理選擇路線，盡量減少對(duì)農(nóng)田和房屋的侵占，并盡可能利用起舊路，因此，要在公路的設(shè)計(jì)中對(duì)路線進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，而這就需要借助GPS RTK技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)GPS RTK技術(shù)的工作原理，可以借助車(chē)載GPS RTK接收機(jī)作為GPS RTK系統(tǒng)中的流動(dòng)站，然后選擇一個(gè)已知點(diǎn)作為參考站，構(gòu)成一個(gè)完整的GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)，通過(guò)車(chē)載GPS RTK接收機(jī)的在觀測(cè)路線中的間斷式移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的采集。采集過(guò)信息之后，要借助計(jì)算機(jī)和專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，從而幫助設(shè)計(jì)人員做出最佳決策。

2.3 公路的中線以及縱、橫斷面放樣

與傳統(tǒng)的極坐標(biāo)法相比，GPS RTK技術(shù)在放樣中更加高效和便捷。首先，在公路中線的放樣中，只需在各線路的直線和曲線處加樁，并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸入各樁點(diǎn)的樁號(hào)，然后相繼輸入一些實(shí)際觀測(cè)的信息，比如起點(diǎn)和終點(diǎn)的方位角、直線距離和曲線長(zhǎng)度，以及圓曲線半徑等信息即可，剩下的工作就可以交給GPS電子手簿來(lái)完成。其次，在縱斷放樣方面，也是需要把各坡點(diǎn)的樁號(hào)、直線的坡度、曲線的半徑等數(shù)據(jù)輸入到GPS電子手簿中，然后會(huì)自動(dòng)生成放樣點(diǎn)的施工測(cè)試文件，以便于在公路設(shè)計(jì)和施工的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行放樣測(cè)試。最后，在橫斷放樣方面，要先根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)和施工的需要確定橫斷面的形式，決定采用填、挖還是半填半挖的方式，然后將坡面的坡度、路肩的寬度、路幅的寬度等橫斷面的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到GPS電子手簿中，然后根據(jù)測(cè)量的需要系統(tǒng)會(huì)生成放樣點(diǎn)的文件，滿足實(shí)際設(shè)計(jì)和施工中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣的需要。再利用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行放樣時(shí)，所需要的數(shù)據(jù)資料都是在之前進(jìn)行路線勘察時(shí)所收集到的，無(wú)需另外進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和測(cè)量，這大大減少了公路設(shè)計(jì)和施工中測(cè)量的工作量，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

2.4 繪制大比例尺的地形圖

在進(jìn)行公路的設(shè)計(jì)與測(cè)量時(shí)，尤其是對(duì)規(guī)模較大高速公路工程而言，往往需要對(duì)大范圍內(nèi)的地形地勢(shì)進(jìn)行考察和分析，借助大比例尺的地圖輔助決策，以便于確定最佳的線路方案。以往這樣大范圍的數(shù)據(jù)和信息獲取的難度往往比較大，而且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也難以保證。而通過(guò)GPS RTK技術(shù)，只需使車(chē)載GPS RTK接收機(jī)在計(jì)劃線路的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行短時(shí)間的停留，就可以獲取每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程這些三維的坐標(biāo)信息。進(jìn)行線路的數(shù)據(jù)信息采集之后，借助專業(yè)的信息處理軟件和繪圖工具就可以繪制出相應(yīng)的大比例尺的地形圖，以滿足公路設(shè)計(jì)和測(cè)量的需要。

3 GPS RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的局限性

GPS RTK技術(shù)在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中會(huì)受到一些因素的影響而使其觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差，這類因素主要包括儀器和其他干擾，以及距離因素帶來(lái)的影響，前者包括天線相位中心的變化、信號(hào)的干擾以及氣象因素等，后者主要是指軌道誤差、對(duì)流層誤差等。這些都需要在實(shí)際的公路測(cè)量中予以考慮，以減少誤差給公路的設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)的不利影響。

4 小結(jié)

實(shí)踐證明，GPS RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用，對(duì)于提升公路測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)效性、提升公路設(shè)計(jì)和施工的工作效率具有重要的作用，加快了我國(guó)公路建設(shè)的步伐。并在原有的GPS定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升了信息測(cè)量的精度和速度，在一些只能用常規(guī)測(cè)量方法采集信息的困難地區(qū)，使用GPS RTK技術(shù)具有重要意義。

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作者簡(jiǎn)介：牛磊磊（1987-），男，陜西咸陽(yáng)人，本科，助理工程師。