華測M500-RTK在酒泉地區(qū)通鄉(xiāng)公路測設(shè)中的應(yīng)用

賈延軍

甘肅省酒泉公路總段，甘肅酒泉 735000

0 引言

隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)的迅速發(fā)展，RTK(Real Time Kinematic)測量技術(shù)已日益成熟，RTK 測量技術(shù)逐步在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。RTK 測量技術(shù)因其精度高，實(shí)時性和高效性，使得在公路工程測設(shè)中的應(yīng)用越來越普遍。

1 RTK 技術(shù)概述

RTK（Real- time kinematic）實(shí)時動態(tài)差分法，是GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS測量技術(shù)應(yīng)用的里程碑。RTK 能夠在野外實(shí)時得到厘米級定位精度，其基本原理是：在基準(zhǔn)站上設(shè)置1 臺GPS 接收機(jī)，對所有可見GPS 衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)發(fā)射電臺，實(shí)時地發(fā)送給用移動站。移動站GPS 接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時，還接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位原理，實(shí)時地解算并計(jì)算顯示移動站三維坐標(biāo)及其精度。一臺基站可以配好幾臺移動站。

2 華測M500-RTK 性能

上海華測公司生產(chǎn)的M500-RTK 采用美國天寶主板，具有220 個超級通用通道，具備北斗衛(wèi)星信號通道。

M500 的初始化快速精確，具有固定點(diǎn)測量和移動點(diǎn)測量的功能。移點(diǎn)點(diǎn)測量又可以設(shè)定為定時測量和定距離測量。對于舊路改造，該功能十分方便。

M500 配備的手簿測量軟件是測地通。測地通目前版本到3.0，其功能專業(yè)、全面、界面清晰、易學(xué)易懂，可運(yùn)行于各種版本的CE 系統(tǒng)及Mobile 系統(tǒng)。

測地通軟件集實(shí)時繪圖、電力設(shè)計(jì)、工程放樣、道路放樣、石油物探放樣、軌跡放樣、參考線放樣、直線庫放樣、面積周長計(jì)算等功能于一身，可以滿足各種工程的需求。

M500 具有強(qiáng)大的道路放樣功能

道路放樣軟件可現(xiàn)場通過元素法或交點(diǎn)法直接編輯道路數(shù)據(jù)，可以兼容各種線性的道路數(shù)據(jù)，包括復(fù)雜的緩和曲線、復(fù)曲線、S 形曲線、卵形曲線等等；放樣過程中可以實(shí)時顯示里程，實(shí)時顯示每個樁的坐標(biāo)，放樣導(dǎo)航既可以是橫偏縱偏也可以是東南西北；可以現(xiàn)場進(jìn)行橫斷面測量，偏樁測量等，縱、橫斷面文件自動分開，可以導(dǎo)入緯地等專業(yè)的后處理軟件進(jìn)行處理。

測地通軟件可直接導(dǎo)出主流的業(yè)內(nèi)常用格式，如CAD、CASS 等，實(shí)現(xiàn)了與第三方軟件的無縫兼容。

3 華測M500-RTK 在酒泉地區(qū)通鄉(xiāng)公路測設(shè)中的應(yīng)用

酒泉地區(qū)地勢南高北低，自西南向東北傾斜。大部分地形為戈壁，地勢平坦，視野開闊?？梢猿浞职l(fā)揮RTK 測量的優(yōu)勢。通鄉(xiāng)公路里程長，大部分通鄉(xiāng)路為改舊改造，舊路線型簡單。自2009 年開始至今，運(yùn)用M500-RTK 先后完成瓜州縣至梁湖鄉(xiāng)、玉門下西號至黃花農(nóng)場、阿克塞柳城子溝至多壩溝等近200 多公里的通鄉(xiāng)公路測設(shè)工作。

3.1 M500 在可行性研究階段的應(yīng)用

運(yùn)用M500 的軌跡采集功能，用車載測量的方式，可以快速獲得所測路線的平面和高程數(shù)據(jù)，對于橋涵等構(gòu)造物位置可以記錄下點(diǎn)號，等在路線CAD 軟件下完成路線平面設(shè)計(jì)完成后，可以根據(jù)點(diǎn)號查詢所對應(yīng)的樁號。

所采集數(shù)據(jù)為WGS-84 坐標(biāo)系，坐標(biāo)數(shù)據(jù)可以和谷歌地球中的地理坐標(biāo)一一對應(yīng)，可以在谷歌地球中標(biāo)記和查詢路線起終點(diǎn)，各交點(diǎn)、構(gòu)造物位置，主要控制點(diǎn)，可以直觀地反映出路線的走向，途經(jīng)地理位置，方便進(jìn)行路線方案的比選和路線效果演示。

3.2 M500 在施工圖測量中的應(yīng)用

每個項(xiàng)目需要在手薄中新建一個任務(wù)，任務(wù)名稱最好用路線名稱的第一個拼音字母和測設(shè)時間組成。系統(tǒng)參數(shù)中要設(shè)置好當(dāng)?shù)芈肪€中心的中央子午線以及所使用的坐標(biāo)系和參數(shù)等。

在施工圖測量時，首先需要完成路線的交點(diǎn)采集，高程校正工作。

路線交點(diǎn)的采集一般用四點(diǎn)交匯法，即前后直線段的中線上各采集兩點(diǎn)，手薄可以自動交匯出交點(diǎn)，現(xiàn)場放樣交點(diǎn)就可以了，交點(diǎn)偏角可以實(shí)時顯示，當(dāng)?shù)匦问芟迺r，選線較復(fù)雜時，可簡單測量地形點(diǎn)，通過cass 等第三方軟件在cad 中選線定交點(diǎn)，取得交點(diǎn)坐標(biāo)后實(shí)地放樣。

高程校正的方法有兩種，一種是在測繪部門購買國家水準(zhǔn)點(diǎn)，要盡可能覆蓋整個路線，至少需要四個已知點(diǎn)。

第二種方法是先用水準(zhǔn)儀完成路線基平工作，平均每公里設(shè)定一個臨時水準(zhǔn)點(diǎn)，然后按均等距離挑選出四個做為已知點(diǎn)進(jìn)行校正，用于高程校正，華測M500 信號覆蓋可達(dá)20 公里，如路線距離過長校正可分段取得參數(shù)，分段測量。

校正前要關(guān)閉參數(shù)設(shè)置中的水平差和垂直差選項(xiàng)。

路線交點(diǎn)數(shù)據(jù)完成后，就可以進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，M500 有自己的道路平面設(shè)計(jì)小程序，可以快速設(shè)置每個交點(diǎn)的圓曲線半徑，緩和曲線半徑，自動完成路線里程的計(jì)算。路線平面數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入到項(xiàng)目文件夾下，用手薄進(jìn)行實(shí)時當(dāng)前樁號顯示和放樣，路線的橫斷面采集工作可以在同一個樁號上同時進(jìn)行，其縱斷和橫斷數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換為為緯地軟件格式。在測量中，可以根據(jù)地形變化點(diǎn)及增設(shè)構(gòu)造物時，隨時可以加樁，加樁間距可以調(diào)整。

3.3 M500 施工放樣中的應(yīng)用

施工平面放樣相對簡單些，先對原有的控制點(diǎn)進(jìn)行校正。校正結(jié)果符合規(guī)范要求后，導(dǎo)入道路逐樁坐標(biāo)表進(jìn)行放樣，M500 系統(tǒng)可以計(jì)算路線垂直方向任意距離點(diǎn)坐標(biāo)，方便構(gòu)造物的放樣。

若需要進(jìn)行三維放樣，即路基頂面或墊層頂面放樣，可以把道路逐樁坐標(biāo)和路基設(shè)計(jì)表中的該層位設(shè)計(jì)標(biāo)高在EXCEL中時行編輯，或其數(shù)據(jù)格式為：樁號，X 值,Y 值，H 值形式，保存為CSV 格式，然后導(dǎo)入M500 手薄中，即可進(jìn)行三維放樣，手薄可實(shí)時顯示平面與高程和差值。路基護(hù)坡，排水溝等構(gòu)造物放樣也可用此方法進(jìn)行。

3.4 M500 測量中的注意事項(xiàng)

在樹木、建筑物密集路段會造成華測M500 信號弱、甚至無信號，測量精度達(dá)不到要求，此時需要全站儀、水準(zhǔn)儀補(bǔ)測。

華測M500 由于系統(tǒng)缺陷，采集點(diǎn)較多時會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的計(jì)算錯誤，此時應(yīng)重新校正、重設(shè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)。

在道路測量時中平數(shù)據(jù)與橫斷面數(shù)據(jù)需要一一對應(yīng)，否則數(shù)據(jù)無法轉(zhuǎn)換為緯地格式。

4 結(jié)論

實(shí)踐證明華測M500-RTK 與全站儀、水準(zhǔn)儀配合，取長補(bǔ)短，完全可以完成通鄉(xiāng)公路的測量，再利用緯地、cass 等第三方軟件可以大大提高測設(shè)速度與質(zhì)量。M500-RTK 現(xiàn)可以升級為新的三星系統(tǒng)RTK（即北斗信號接收系統(tǒng)），其性能更加穩(wěn)定，效率更高。硬件系統(tǒng)在不斷提高，而軟件方面，建議RTK 手薄可以直接裝入緯地外業(yè)測量軟件，這樣才能更好地發(fā)揮出RTK 的優(yōu)勢，使公路測設(shè)工作的效率更高。