山區(qū)復(fù)雜地形條件下的公路工程中GPS—RTK測(cè)量的技術(shù)分析

【摘要】隨著我國(guó)道路工程的快速發(fā)展，在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高。一個(gè)地區(qū)的公路工程建設(shè)水平，在很大程度上決定了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平。為了促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，首先就是要提高地區(qū)的公路工程建設(shè)。我國(guó)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平一直遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于我國(guó)城市的經(jīng)濟(jì)水平，最主要的原因就是當(dāng)?shù)亟煌ú槐?，限制了?dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，為了提高我國(guó)山區(qū)經(jīng)濟(jì)水平，促進(jìn)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的共同發(fā)展，必須要提高山區(qū)的公路工程建設(shè)。在山區(qū)公路工程建設(shè)中，由于山區(qū)有著非常復(fù)雜的地形，對(duì)公路工程施工技術(shù)有著很高的要求。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)對(duì)公路工程的建設(shè)有著很大的促進(jìn)作用，因此，在山區(qū)復(fù)雜地形條件下，可以利用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，以此提高公路工程建設(shè)水平。

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜地形；公路工程建設(shè)；GPS-RTK測(cè)量技術(shù)

在山區(qū)復(fù)雜地形情況下進(jìn)行公路工程建設(shè)時(shí)，按照常規(guī)的測(cè)量方法，通常需要準(zhǔn)備許多的測(cè)量工具，主要包括：電子全站儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺和塔尺等等，然而在結(jié)合多種測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)誤差積累的現(xiàn)象。隨著GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，在復(fù)雜山區(qū)地形下，建設(shè)公路工程，使用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，其本身具備的實(shí)時(shí)、快速、精度以及自動(dòng)化特點(diǎn)，在使用時(shí)，也不需要較大的工作量，在很大程度上會(huì)減少測(cè)量誤差。因此，我們可以就GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在山區(qū)公路工程建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行全面的分析，從而提高公路工程建設(shè)水平。

雖然近年來CORS-RTK發(fā)展很快，但在山區(qū)地形復(fù)雜地方，應(yīng)用CORS-RTK經(jīng)常收不到信號(hào)，手簿和GPS的連接也會(huì)經(jīng)常斷線，離最近的CORS基站一般也大于10km，這些因素限制了CORS-RTK在山區(qū)復(fù)雜地形的直接測(cè)量應(yīng)用。

一、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的工作原理

在使用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)時(shí)，主要是以載波相位觀測(cè)值為基礎(chǔ)條件，進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。GPS-RTK測(cè)量技術(shù)能夠在制定坐標(biāo)系中，將觀測(cè)點(diǎn)的三維位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位出來，同時(shí)能夠達(dá)到厘米級(jí)精度。GPS-RTK技術(shù)時(shí)主要是由兩部分組成：基準(zhǔn)站和流動(dòng)站。通常情況下，基準(zhǔn)站主要是在視野開闊和地勢(shì)較高的地方進(jìn)行控制，它能夠連續(xù)跟蹤和觀測(cè)GPS衛(wèi)星的位置，同時(shí)利用數(shù)據(jù)站，將觀測(cè)出來的數(shù)據(jù)信息以及基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)有效的發(fā)送到流動(dòng)站。流動(dòng)站在接受來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)時(shí)，主要是利用數(shù)據(jù)鏈接的方法，同時(shí)還要將GPS觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這樣可以實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)內(nèi)部組成的差分觀測(cè)值，并可以將厘米級(jí)定位結(jié)果進(jìn)行確定。

二、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的工作方法

1、設(shè)置基準(zhǔn)站。在對(duì)高等級(jí)已知控制點(diǎn)進(jìn)行收集時(shí)，要按照工程需要進(jìn)行收集，并要檢測(cè)已經(jīng)收集到的控制點(diǎn)，保證起算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。通常情況下，工程不能夠直接使用已經(jīng)收集到的控制點(diǎn)，這時(shí)就需要在測(cè)量區(qū)內(nèi)分布若干個(gè)控制點(diǎn)，并對(duì)坐標(biāo)高程進(jìn)行聯(lián)測(cè)。在利用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)時(shí)，就需要安置接收機(jī)，在選定的基準(zhǔn)點(diǎn)上，同時(shí)要配置正確的參數(shù)。

2、轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)。在建設(shè)工程項(xiàng)目時(shí)，都是在地方獨(dú)立坐標(biāo)系中進(jìn)行建設(shè)，這時(shí)就需要將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行RTK參數(shù)進(jìn)行修正時(shí)，就需要利用控制點(diǎn)，計(jì)算出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，同時(shí)可以利用測(cè)量控制器將定位點(diǎn)的工程獨(dú)立坐標(biāo)實(shí)時(shí)解算出來。

3、流動(dòng)站的測(cè)量定位。在確定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的正確性后，就需要在按照工程量的需要，就需要進(jìn)行相關(guān)定位放樣的測(cè)量和測(cè)繪工作。

三、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1、有著直觀明了的測(cè)量過程。在利用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行定位放樣測(cè)量時(shí)，利用流動(dòng)站接收機(jī)的電子手簿，就可以對(duì)測(cè)量過程進(jìn)行直觀明了的控制，同時(shí)也可以將坐標(biāo)定位的精度進(jìn)行及時(shí)的查看。

2、利用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在地形起伏大，有著茂密的植被進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以在測(cè)量過程中由于通行和通視不方便出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效的解決。

3、利用GPS-RTK測(cè)量，只需要一個(gè)人對(duì)流動(dòng)站的測(cè)量控制器進(jìn)行操作測(cè)量。

4、在山區(qū)地形復(fù)雜地方，使用CORS-RTK的地方與CORS基站的距離一般都會(huì)大于10km，難以通過求差法很好地消除或者減弱廣播星歷誤差、電離層折射效應(yīng)以及對(duì)流層折射效應(yīng)所產(chǎn)生的誤差，應(yīng)用CORS-RTK也經(jīng)常收不到信號(hào)，手簿和GPS的連接會(huì)經(jīng)常斷線，難以直接使用CORS-RTK進(jìn)行碎部測(cè)量。

四、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在復(fù)雜地形山區(qū)的應(yīng)用

1、對(duì)某一山區(qū)進(jìn)行公路工程建設(shè)，該山區(qū)的沿線地形復(fù)雜，山體有著較大的高差，茂密的植被，工程時(shí)間又十分緊迫，測(cè)量工作有著較大的難度。

2、測(cè)量方法

2.1利用收集到已知控制點(diǎn)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求，應(yīng)用CORS-RTK技術(shù)，在線路附近快速布置少量控制點(diǎn)，滿足建立基準(zhǔn)站的需要。

2.2求轉(zhuǎn)換參數(shù)、校正向?qū)?/p>

有當(dāng)?shù)氐乃膮?shù)及高程參數(shù)或七參數(shù)及高程參數(shù)可直接輸入到坐標(biāo)系中并使用，不需要另外求轉(zhuǎn)換參數(shù)，但需要架設(shè)好基站后用一個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行“校正向?qū)А?，基站改變或再次開機(jī)需要新建工程后再用“校正向?qū)А?。一般選擇基站架在未知點(diǎn)：基站隨意架設(shè)，移動(dòng)站在某一已知點(diǎn)固定解狀態(tài)，輸入移動(dòng)站所在點(diǎn)地方坐標(biāo)及天線高后點(diǎn)“校正”，氣泡居中時(shí)點(diǎn)“確定”即可。

2.3為減弱或消除多路徑效應(yīng)的影響，應(yīng)使用屏蔽天線；選擇好測(cè)站周圍的環(huán)境，避免可能發(fā)生多路徑效應(yīng)的反射面；在天線底面及周圍采用吸收電波的材料以抑制多路徑反射信號(hào)等。

2.3.1根據(jù)星歷預(yù)報(bào)確定最佳觀測(cè)時(shí)段，可以增加衛(wèi)星截止高度角，減少附近障礙物多路徑反射信號(hào)影響。

2.3.2在山區(qū)，柴刀是必帶的工具，不僅可用于開路，斬除荊棘，還可以砍掉影響觀測(cè)的雜草、灌木枝葉等。

2.3.3升高GPS接收機(jī)觀測(cè)高度，使用可升降的高棱鏡桿代替原來的測(cè)量桿，觀測(cè)時(shí)需作桿高修正和傾斜修正，另外需注意的是，不可以在雷雨天氣時(shí)或者高壓線附近觀測(cè)。

2.4當(dāng)在高山密林地勢(shì)低洼處的地方，會(huì)對(duì)GPS信號(hào)產(chǎn)生一定的阻礙，這時(shí)就需要將RTK與全站儀進(jìn)行結(jié)合，對(duì)局部地形進(jìn)行測(cè)量。

總結(jié)

在山區(qū)復(fù)雜地形條件下，根據(jù)星歷預(yù)報(bào)確定最佳觀測(cè)時(shí)段，利用CORS-RTK技術(shù)快速布設(shè)控制點(diǎn)，應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行碎部測(cè)量，采取多種方法，減少多路徑效應(yīng)的影響，在特別復(fù)雜地區(qū)，GPS-RTK與全站儀進(jìn)行結(jié)合，對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。綜合使用以上方法，能夠顯著的提高施工效率，同時(shí)施工質(zhì)量也得到了保障。