摘要：傳統(tǒng)測量技術(shù)一般為單向結(jié)構(gòu)，測量應(yīng)用的范圍較小，由此導(dǎo)致測量均值差較大。GPS-RTK測量技術(shù)則可根據(jù)當(dāng)前的測量需求，進(jìn)行測量準(zhǔn)備及定點放樣，并建立多階平面測量坐標(biāo)和測量點關(guān)聯(lián)標(biāo)定模式，進(jìn)一步確保測量精度和施工準(zhǔn)確性。采用全站儀采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)，設(shè)計GPS-RTK測量模型，并采用三維重構(gòu)及限界自動核驗的方式來進(jìn)行測量應(yīng)用分析。測試結(jié)果表明：最終得出的測量均值差均被控制在4mm以內(nèi)，說明本文結(jié)合GPS-RTK測量技術(shù)，所設(shè)計的高速公路工程應(yīng)用測量方法針對性更強(qiáng)，應(yīng)用效果更加，具有實際的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；數(shù)據(jù)采集；全站儀；三維重構(gòu)；限界自動核驗

0" "引言

傳統(tǒng)測量技術(shù)一般為單向結(jié)構(gòu)，測量應(yīng)用的范圍較小，由此導(dǎo)致測量均值差較大。近年來，全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)（GPS-RTK）測量技術(shù)作為一種先進(jìn)的測量技術(shù)，在高速公路工程中的應(yīng)用日益廣泛。這種技術(shù)結(jié)合了全球定位系統(tǒng)（GPS）的高精度定位能力和實時動態(tài)系統(tǒng)（RTK）的實時性優(yōu)勢，為高速公路工程建設(shè)提供了高效、精確的測量解決方案。

GPS-RTK測量技術(shù)的優(yōu)勢在于其高精度、高效率和高可靠性。相較于傳統(tǒng)的測量方法，GPS-RTK測量技術(shù)具有更高的測量精度、更短的測量時間和較高的可靠性，大大提高了工程建設(shè)的效率，減少了人力和物力的投入[1]。

通過應(yīng)用該技術(shù)，不僅能夠快速、準(zhǔn)確地獲取高速公路沿線的地形數(shù)據(jù)，為設(shè)計提供基礎(chǔ)資料[2]，還能夠?qū)崿F(xiàn)實時放樣，確保施工精度和效率[3]，此外，其可用于高程測量，為高速公路的排水設(shè)計和施工提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

GPS-RTK測量技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的發(fā)展前景[4]?；诖?，本文對GPS-RTK測量技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用與實踐性進(jìn)行探究。先采用全站儀采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)，然后設(shè)計GPS-RTK測量模型，并采用三維重構(gòu)及限界自動核驗的方式來進(jìn)行測量應(yīng)用分析。

1" "工程概況

選定X高速公路工程作為測試的主要目標(biāo)，測試路段為隧道段，路經(jīng)過高程約1260～1447m。該公路的修建周期相對較長，且在實際建設(shè)過程中，測量任務(wù)較重。

由于傳統(tǒng)的測量方式工作量大，缺乏針對性，所獲取的測量數(shù)據(jù)存在存儲問題和缺陷，給后期的測定造成不可控的阻礙[5]。不僅如此，傳統(tǒng)測量技術(shù)多為定點測量法和層級測量法，其雖然可以完成預(yù)期的測量任務(wù)及目標(biāo)，但是單向的測量結(jié)構(gòu)較為獨立，無法確保后期的應(yīng)用關(guān)聯(lián)程度，導(dǎo)致應(yīng)用現(xiàn)狀堪憂[6]。

本文主要針對GPS-RTK測量技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用效果進(jìn)行分析與驗證研究?？紤]到最終測試結(jié)果的真實性與可靠性，采用比對的方式展開分析。

2" "GPS-RTK測量應(yīng)用方法設(shè)計

2.1" "測量準(zhǔn)備及定點放樣

高速公路工程測量準(zhǔn)備及定點放樣，是高速公路建設(shè)過程中的一項基礎(chǔ)且重要的工作[7]。測量準(zhǔn)備主要是收集資料，利用無人機(jī)和遙感技術(shù)，對當(dāng)前的路段進(jìn)行三維掃描，采集基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)，并匯總為地質(zhì)資料，以便對工程進(jìn)行全面的了解。同時，根據(jù)工程需求和現(xiàn)場條件，調(diào)整測量范圍、測量位置以及測量精度等，保證設(shè)備的精度和可靠性。

在此基礎(chǔ)之上，利用GPS裝置和設(shè)備測量出當(dāng)前路段的覆蓋區(qū)域，并設(shè)置對應(yīng)的控制點，形成一個綜合性的控制范圍。然后進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、信息的采集，以待后續(xù)使用[8]。

2.2" "多階平面測量坐標(biāo)和測量點關(guān)聯(lián)標(biāo)定

傳統(tǒng)的工程平面測量多為單向形式，測量的范圍與區(qū)域較為限制，且整體的測量效率較低，容易出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)誤差。基于此，本文結(jié)合實際的測定需求，建立多階平面測量坐標(biāo)和測量點關(guān)聯(lián)標(biāo)定模式，進(jìn)一步確保測量精度和施工準(zhǔn)確性。根據(jù)工程條件，建立一個獨立的坐標(biāo)系，并在高速公路沿線設(shè)置控制點，利用全站儀、GPS等技術(shù)手段測量控制點的坐標(biāo)。

考慮相鄰控制點之間的通視條件，需要將測量點關(guān)聯(lián)標(biāo)定。GPS-RTK測量技術(shù)在高速公路工程中應(yīng)用時，需要建立核心關(guān)聯(lián)點，一般包括道路中心線、隧道等。

使用全站儀把當(dāng)前的感應(yīng)區(qū)域關(guān)聯(lián)在一起，對關(guān)聯(lián)點進(jìn)行監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的偏差。如有必要，對關(guān)聯(lián)點進(jìn)行調(diào)整，確保施工的準(zhǔn)確性。多階平面測量坐標(biāo)及控制點設(shè)置圖如圖1所示。

2.3" "數(shù)據(jù)采集及GPS-RTK測量模型設(shè)計

根據(jù)GPS-RTK測量需求，利用全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并設(shè)計對應(yīng)的工程測量模型。

2.3.1" "數(shù)據(jù)采集

通過全站儀測量項目的施工角度以及距離，快速準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)點的三維坐標(biāo)。每一個目標(biāo)點設(shè)置4個測定周期對，每周期進(jìn)行實時數(shù)據(jù)和信息的采集。之后通過GPS-RTK進(jìn)行輔助測量，并進(jìn)行模型設(shè)計。

GPS-RTK的測量模型通常與差分定位技術(shù)融合應(yīng)用，利用衛(wèi)星信號解算出目標(biāo)點的三維坐標(biāo)，并進(jìn)行點位的標(biāo)定和測量。以此，計算出初始測量精度D，其計算公式如下所示：

D=K2-ρ（h+1）" " " " " " " "（1）

式中：D表示測量精度，K表示覆蓋測量位置，ρ表示轉(zhuǎn)換測量均值，h表示可控測量轉(zhuǎn)換比。

結(jié)合當(dāng)前測定，將得出的測量精度設(shè)定為基礎(chǔ)的測量約束條件?；诖?，通過GPS-RTK測量裝置，在不同的路段中進(jìn)行測量信息的采集、積累和存儲。

2.3.2" "GPS-RTK測量模型設(shè)計

基于測量信息，設(shè)計一個對應(yīng)的智能化測量模型，實現(xiàn)對GPS-RTK測量模型流程的設(shè)計與驗證分析。GPS-RTK測量模型流程如圖2所示。

在利用GPS-RTK進(jìn)行實時測量的過程中，時刻調(diào)整測量節(jié)點和位置。結(jié)合施工測量需求的變化，構(gòu)建對應(yīng)的模型表達(dá)式，其計算公式如下所示：

（2）

式中：M表示工程測量結(jié)果，n表示可控偏差，s表示施工重疊測量范圍， 表示單向距離，d表示節(jié)點數(shù)量， 表示GPS-RTK測量絕對值。

針對模型輸出的結(jié)果進(jìn)行比對分析，在多種應(yīng)用測量條件下，加強(qiáng)對過程中偏差的控制，從而計算出工程測量的最大限值。其計算公式如下所示：

（3）

式中：G表示測量最大限值，α表示測量次數(shù)，υ表示差分測量絕對值。

結(jié)合當(dāng)前測定，將得出的測量最大限值G設(shè)定為GPS-RTK測量的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化當(dāng)前模型的應(yīng)用效果，進(jìn)而更好地確保施工的準(zhǔn)確性。

2.4" "三維重構(gòu)及限界自動核驗

2.4.1" "三維重構(gòu)工作原理

所謂三維重構(gòu)技術(shù)，主要指的是通過計算機(jī)建模和仿真技術(shù)，將實際場景轉(zhuǎn)化為三維模型的過程。在高速公路工程測量中，三維重構(gòu)技術(shù)可以應(yīng)用于地形地貌、橋梁隧道、建筑物等方面的測量。

結(jié)合當(dāng)前公路的建設(shè)需求，利用模型測量獲取數(shù)據(jù)和信息。通過對施工位置的地形地貌三維重構(gòu)，建立三維地形地貌模型，直觀地展示高速公路沿線的地形地貌情況，并為路線規(guī)劃和設(shè)計提供依據(jù)。

同時，采集橋梁隧道的數(shù)據(jù)，將模型測定采集的數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比對，測定出最大差值是否在合理的范圍之內(nèi)。以此，準(zhǔn)確地模擬高速公路的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，為后期施工提供準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。

2.4.2" "限界自動核驗

采用限界自動核驗技術(shù)進(jìn)行自動分析和比對，以實現(xiàn)自動核驗?zāi)繕?biāo)物的技術(shù)。限界自動核驗指標(biāo)與參數(shù)如表1所示。

在施工過程中，利用限界自動核驗技術(shù)，實時監(jiān)測施工，全面的核驗，發(fā)現(xiàn)并糾正施工偏差，確保施工成果符合設(shè)計要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3" "實例結(jié)果分析

結(jié)合上述測定，采用GPS-RTK測量技術(shù)，對高速公路工程的實際應(yīng)用效果進(jìn)行分析與驗證研究。

3.1" "監(jiān)測裝置設(shè)置

將選定的高速公路劃分為6個測定路段，每一個路段均需要設(shè)定一定數(shù)量的監(jiān)測裝置，便于采集實時數(shù)據(jù)和信息。

3.2" "計算均值差

將GPS-RTK測量裝置與總測量程序進(jìn)行搭接，形成一個循環(huán)性的測量模式。分3個周期對當(dāng)前的路段進(jìn)行測量驗證，最終計算出均值差，其計算公式如下所示：

（4）

式中：?表示測量均值差；δ表示標(biāo)定距離；λ表示測量可控范圍；i表示測量頻次；c表示重復(fù)測量位置。

3.3" "測量數(shù)據(jù)比對分析

針對選定的6個測試路段，分別進(jìn)行3個周期的測定。結(jié)合當(dāng)前測定結(jié)果，對測量數(shù)據(jù)的進(jìn)行比對分析。測試結(jié)果數(shù)據(jù)比對分析表如表2所示。

從表2可以看出，最終得出的測量均值差均被控制在4mm以內(nèi)，說明本文結(jié)合GPS-RTK測量技術(shù)，所設(shè)計的高速公路工程應(yīng)用測量方法針對性更強(qiáng)，應(yīng)用效果更加，具有實際的應(yīng)用價值。

4" "結(jié)束語

GPS-RTK測量技術(shù)可根據(jù)當(dāng)前的測量需求，進(jìn)行測量準(zhǔn)備及定點放樣，并建立多階平面測量坐標(biāo)和測量點關(guān)聯(lián)標(biāo)定模式，進(jìn)一步確保測量精度和施工準(zhǔn)確性。本文采用全站儀采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)，設(shè)計GPS-RTK測量模型，并采用三維重構(gòu)及限界自動核驗的方式來進(jìn)行測量應(yīng)用分析。

通過GPS-RTK測量技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用，可為工程建設(shè)提供了高效、精確的測量解決方案。該技術(shù)具有高精度、高效率和高可靠性的優(yōu)點，可使高速公路工程建設(shè)更加高效，它可以進(jìn)一步擴(kuò)大實際的測量范圍，確保最終測量結(jié)果的真實可靠。

此外，其可用于高程測量，為高速公路的排水設(shè)計和施工提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。但需要注意的是，在GPS-RTK測量技術(shù)實際應(yīng)用中，仍需結(jié)合其他測量方法和技術(shù)手段，以應(yīng)對各種復(fù)雜情況。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用經(jīng)驗的不斷積累，GPS-RTK測量技術(shù)將在未來高速公路工程建設(shè)中發(fā)揮更加重要的作用。

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