網(wǎng)絡(luò)RTK在公路施工測量中的應(yīng)用

滕春江

【摘要】傳統(tǒng)RTK技術(shù)較網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有著作業(yè)距離短、隨距離的增大而精度變差、可靠性差、在山嶺重丘區(qū)或有信號干擾情況下無法正常工作、對控制點(diǎn)校正參數(shù)影響大、對基準(zhǔn)站架設(shè)電源供給電臺不方便等缺點(diǎn)。而網(wǎng)絡(luò)RTK恰恰克服了這些缺陷，本文簡述了網(wǎng)絡(luò)RTK的組成、工作原理及其在公路施工測量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】RTK；網(wǎng)絡(luò)RTK；施工測量；應(yīng)用

一、引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國高速公路建設(shè)速度加快，RTK技術(shù)在公路施工測量方面有了很廣泛的應(yīng)用，然而傳統(tǒng)RTK在實(shí)際應(yīng)用中面臨著作業(yè)距離短、在山嶺重丘區(qū)或有信號干擾情況下無法正常工作、隨距離的增大而精度變差、可靠性差、對控制點(diǎn)校正參數(shù)影響大、對基準(zhǔn)站架設(shè)電源供給電臺不方便等缺點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)已經(jīng)慢慢走近你的生活，逐步成為RTK技術(shù)將來的發(fā)展方向；網(wǎng)絡(luò)RTK采用基準(zhǔn)參考站網(wǎng)絡(luò)，以距離最遠(yuǎn)（80kin）的間隔來布設(shè)一系列基準(zhǔn)參考站，它還能提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、參考框架，通過增加控制站來做數(shù)據(jù)的處理、監(jiān)控工作狀況和數(shù)據(jù)質(zhì)量工作，能夠大范圍、長距離內(nèi)連續(xù)工作，具有精度高、覆蓋面廣等特點(diǎn)。本文從網(wǎng)絡(luò)RTK的工作原理、組成及特點(diǎn)出發(fā)，通過合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)介紹網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在公路施工測量中的應(yīng)用，來論述網(wǎng)絡(luò)RTK在未來RTK技術(shù)的主導(dǎo)作用。

二、網(wǎng)絡(luò)RTK的組成及工作原理

（一）網(wǎng)絡(luò)RTK的組成

網(wǎng)絡(luò)RTK由基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)處理中心（控制中心）、數(shù)據(jù)通信線路和用戶部分組成。其中核心的就是數(shù)據(jù)處理中心或者控制中心，它包括了GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸、接收、轉(zhuǎn)換、處理、發(fā)送等重要任務(wù)?；鶞?zhǔn)站網(wǎng)由固定的基準(zhǔn)站組成的網(wǎng)絡(luò)，一般一個(gè)完整的GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)至少有3個(gè)固定的己知基準(zhǔn)控制點(diǎn)（標(biāo)準(zhǔn)的是6個(gè)）。數(shù)據(jù)處理中心也稱為控制中心，是整個(gè)GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)的核心部分，由GPS網(wǎng)絡(luò)RTK軟件和通訊服務(wù)器組成。數(shù)據(jù)通信線路是整個(gè)系統(tǒng)中不可缺少的部分，它擔(dān)負(fù)著聯(lián)系控制中心與基準(zhǔn)站和流動站的重大任務(wù)。用戶部分也就是流動站部分，由GPS接收機(jī)、移動電話網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊模塊等構(gòu)成。接收機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)將自己初始位置發(fā)給控制中心，并接收控制中心的差分信號，生成厘米級的位置信息。這也是GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)最終要得到的結(jié)果。以上是GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)四個(gè)基本組成部分的簡單介紹，它們構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的框架。

（二）網(wǎng)絡(luò)RTK誤差來源及減小誤差的方法

網(wǎng)絡(luò)模型的系統(tǒng)誤差包括：電離層誤差；對流層誤差；衛(wèi)星軌道誤差、網(wǎng)絡(luò)延遲誤差。減少誤差的方法主要有以下幾個(gè)方面：

1）差分和采用精密星歷的方法可以減少衛(wèi)星軌道誤差。

2）采用精密星歷可以在很大程度上消除衛(wèi)星軌道誤差。一種優(yōu)秀的衛(wèi)星軌道插值方法可以低階的次數(shù)獲得高精度的衛(wèi)星坐標(biāo)且具有較快的收斂速度。

3）應(yīng)用速率較快的有線和無線網(wǎng)絡(luò)可大大減小由于網(wǎng)絡(luò)延遲而帶來的誤差

（三）網(wǎng)絡(luò)RTK的作業(yè)流程（見圖1.1）

二、網(wǎng)絡(luò)RTK在公路施工測量中的應(yīng)用

（一）網(wǎng)絡(luò)RTK的優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的應(yīng)用，徹底改變了傳統(tǒng)的RTK公路施工測量作業(yè)方式，具有作業(yè)范圍廣、精度高及野外單機(jī)作業(yè)等眾多優(yōu)點(diǎn)。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：

1）擴(kuò)大了工作范圍。

2）使用方便，提高了工作效率。

3）可以有效地消除系統(tǒng)誤差和周跳，增強(qiáng)差分作業(yè)的可靠性。

4）用固定可靠的數(shù)據(jù)鏈通訊方式，免受電臺通訊距離限制。

6）可提供遠(yuǎn)程INTERNET服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（二）網(wǎng)絡(luò)RTK在公路施工測量中的應(yīng)用

（1）繪制大比例尺地形圖。

公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)全站儀等方法測圖，工作量大，速度慢，花費(fèi)時(shí)間長。而用網(wǎng)絡(luò)RTK測量可以克服這些缺點(diǎn)，它能快速獲得每個(gè)碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。大大降低了測圖難度，省時(shí)又省力，實(shí)用性非常高。

（2）道路中線施工測量

設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上選定線路后，需將在實(shí)地地面上標(biāo)定出來。采用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行中線放樣，只需將中樁點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入或者通過計(jì)算機(jī)導(dǎo)入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。由于每個(gè)點(diǎn)測量都是獨(dú)立完成的，不會產(chǎn)生累計(jì)誤差，各點(diǎn)放樣精幾乎沒有差別。

三、網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行施工測量的注意事項(xiàng)

為了保證網(wǎng)絡(luò)RTK在公路施工測量中的精度、速度和可靠性，使之更好的服務(wù)于工作、服務(wù)于工程項(xiàng)目建設(shè)，在使用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行公路施工測量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（一）已知點(diǎn)要求

已知點(diǎn)至少3個(gè)以上，且能控制整個(gè)線路范圍，符合測量中長邊控制短邊的要求；作為正常高擬合計(jì)算的已知點(diǎn)能包圍整個(gè)測區(qū)且分布均。

（二）施工測量前對已知點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)

使用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行施工測量作業(yè)前，先測量已知點(diǎn)檢驗(yàn)測量成果的可靠性和精度，一方面可以檢驗(yàn)觀測精度，另一方面也可以檢驗(yàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度和正常高計(jì)算精度。

（三）對衛(wèi)星的要求

衛(wèi)星數(shù)越多，分布越均勻，則PDOP值就越小，一般要求接收衛(wèi)星數(shù)保持5顆或5顆以上，且PDOP小于6時(shí)，才進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)RTK測量。

（四）觀測時(shí)間和觀測方法

精度穩(wěn)定才能開始觀測，一搬在初始化后等3.5秒精度就可趨于穩(wěn)定，在測量精度要求較高時(shí)，觀測時(shí)應(yīng)使用腳架固定移動站的天線，進(jìn)行嚴(yán)格的對中、整平，并根據(jù)實(shí)際要求多次觀測，取其平均值作為最終結(jié)果。

四、結(jié)論

比較傳統(tǒng)RTK技術(shù)來，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)克服了隨著作業(yè)半徑的增大精度和可靠性降低的作業(yè)瓶頸。成功的將網(wǎng)絡(luò)RTK測量技術(shù)應(yīng)用于公路施工測量，可發(fā)揮其單站控制范圍廣、操作便捷、無誤差積累的特性，對公路施工測量的作業(yè)方法產(chǎn)生了重大改變，極大地提高了測量的精度和速度，在公路施工測量方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

但因網(wǎng)絡(luò)RTK測量技術(shù)尚未成熟，在施工放樣過程中仍會出現(xiàn)一些不穩(wěn)定現(xiàn)象，在使用過程中應(yīng)盡可能的通過多聯(lián)測測區(qū)內(nèi)的控制點(diǎn)、選擇最佳觀測時(shí)段、多次觀測取平均值等方法來提高測量精度。