GPS RTK在柬埔寨公路測量中的應用

【摘要】近年來，GPS技術(shù)在公路工程測量中得到了廣泛的應用，使高等級公路的勘測與施工方法產(chǎn)生了重大的變革，極大地提高了勘測精度和工作效率。本文對GPS RTK在柬埔寨公路測量中的應用，尤其是大比例地形圖繪制、道路縱橫斷面放樣及土方石計算、道路中線放樣進行了介紹。

【關(guān)鍵詞】GPS RTK；柬埔寨；公路測量

柬埔寨地形復雜，以高原、山地和平原為主，氣候濕熱，地表植被豐富，很多地段通視條件較差，公路測量工作存在一定的難度，隨著GRS技術(shù)的不斷發(fā)展，其在復雜地形的公路測量工作中的作用越來越突出。下面我們先講一講GPS RTK技術(shù)的內(nèi)容及其優(yōu)點。

一、GPS RTK技術(shù)簡介

1.GPS RTK技術(shù)簡介

RTK測量技術(shù)是以載波相位測量為依據(jù)的實時差分GPS測量技術(shù)，其可在短時間（1～3秒）內(nèi)獲得高精度的地理位置信息（可精確至厘米級），并實施數(shù)據(jù)處理，在公路勘測和施工管理中具有重要作用。

2.GPS RTK技術(shù)的優(yōu)點

與常規(guī)經(jīng)緯儀測量、水準儀測量等技術(shù)相比，GPS RTK技術(shù)具有以下顯著優(yōu)點：①操作簡便，只需1人操作儀器，設(shè)置好限差就能自動取舍和記錄數(shù)據(jù)，并直接將數(shù)據(jù)導入計算機，數(shù)據(jù)處理能力強；②作業(yè)條件簡單，GPS RTK技術(shù)受氣候、季節(jié)、通視條件、能見度等因素影響小，能夠全天候作業(yè)；③作業(yè)自動化程度高，公路工程測量、控制測量、地形圖測量均可獨立完成，并且定位精度高，獨立設(shè)點，無誤差積累，人為因素少，測量數(shù)據(jù)可靠。

二、GPS RTK測量技術(shù)

整周模糊度的確定和差分數(shù)據(jù)傳輸是GPS RTK測量的關(guān)鍵技術(shù)。

1.確定整周模糊度

利用低階卡爾曼濾波器可較為快捷的確定整周模糊度，方法為：

DD=GR+λNO+V

DD為雙差載波相位，G為天線到衛(wèi)星的方向矢量線性組合矩陣，R為基線矢量，NO為初始周模糊度，V為觀測噪聲，標準為0.0019m。

將等式兩側(cè)同乘AT，令ATG=0，ATDD=Z，λAT=H，得出

Z=HNO+ATV，

NO為求知數(shù)，可用多普勒法、偽距法等確定整周求知數(shù)。

2.RTK數(shù)據(jù)傳輸

GPS RTK通訊一般采用UHF波，散射波、直射波、合成波等是主要的傳播方式，這些方式穿透性較強，但易受障礙物、地球曲率影響。為保證通訊效果，在采用RTK測量時，常將RTK基站部署在有效測區(qū)內(nèi)的最高控制點上。

三、GPSRTK技術(shù)在公路測量中的應用策略

公路測量如果采用傳統(tǒng)的光學儀器，不僅無法保證測量精度，甚至會無法使用，增加外業(yè)人員的作業(yè)難度，而采用GPS RTK技術(shù)則能有效減輕勞動強度，更加靈活機動。

1.大比例地形圖繪制

高等級公路的選線一般在大比例尺帶狀地圖上進行，如1：2000的比例尺。采用GPS RTK技術(shù)測量只需在公路沿線的碎部點上停留幾分鐘就能獲知該點的三維坐標，再結(jié)合特征編碼信息得到構(gòu)成地形圖的碎部點數(shù)據(jù)，最后使用繪圖軟件成圖，這種方法有效克服了傳統(tǒng)測量方法的不足之處。

2.道路縱橫斷面放樣及土方石計算

縱橫斷路面在放樣時，需要將放養(yǎng)數(shù)據(jù)輸入電子手簿，生成預放樣點文件，現(xiàn)場測量時隨時使用。橫斷面的放樣，需要先確定橫斷面的作業(yè)形式，再將橫斷面的設(shè)計數(shù)據(jù)輸入到電子手簿內(nèi)，生成預放樣點文件，現(xiàn)場測量時隨時使用。此外，還可利用軟件實現(xiàn)與地面線的銜接，進行載帽工作，并通過斷面法計算填挖土方量。也可用繪圖軟件繪制縱斷面和橫斷面圖。由于數(shù)據(jù)采集都是在測繪地形圖時進行的，并不需要現(xiàn)場測量，從而明顯減少了外業(yè)工作，必要時也可利用動態(tài)GPS進行現(xiàn)場檢驗，即容易操作又經(jīng)濟可行。

3.道路中線放樣

公路選線時，一般需按照勘測設(shè)計規(guī)范，遵守“少占農(nóng)田，少拆遷房屋，利用舊路路基”的原則。在大比例尺地形圖上定線后，還要在地面上標定公路中線，使用GPS RTK測量，只要將中樁點的坐標輸入到GPS電子手簿內(nèi)，相關(guān)軟件就會自動計算出放樣點點位。高等級公路的路線主要是直線、圓曲線和緩和曲線，在放樣時，只要輸入各主控點的樁號，起終點的方向角，直線、曲線距離，圓曲線半徑就能輕松實現(xiàn)放樣，并且是由GPS電子手簿自動完成，即使需要在直線段或曲線段加樁，也只需輸入加樁號即可，剩余工作可由GPS自動完成。

4.在機械化作業(yè)指揮系統(tǒng)中的作用

隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS RTK接收機的性能不斷提高，定位時間延遲已經(jīng)縮短到0.03s以內(nèi)，將其用作參考站能有效滿足不同需求，提供多項信息服務(wù)。若將其作為流動站，則能在無人工干預的條件下計算整周未知數(shù)，且計算時間可控制到1min以內(nèi)。在未來階段下，可以在施工機械中安裝定位系統(tǒng)，輸入相關(guān)資料后，GPS RTK系統(tǒng)就能自動引導施工機械實施作業(yè)，且中間的輔助工作幾乎都可省略。

需注意的是，在山區(qū)等復雜地形中實施公路測量時，由于在地形起伏大、地表復雜，數(shù)據(jù)信號傳播受一定影響，基準站與流動站之間的數(shù)據(jù)鏈通訊難度增加，RTK系統(tǒng)作業(yè)半徑會比標準半徑小一些。因此，應適當縮小RTK系統(tǒng)的作業(yè)半徑，或盡可能的將基站設(shè)在地勢較高處，或基準站設(shè)置在路線穿過的隘口，并避開高壓電鐵塔、無線電話基站等。

結(jié)語：總而言之，柬埔寨的總體地形雖然較為復雜，但應用GPS RTK技術(shù)仍能較快的完成公路測量任務(wù)，且具備傳統(tǒng)測量方法難以企及的精度和效率，無論是在公路勘測、施工建設(shè)還是后期養(yǎng)護中，GPS RTK技術(shù)都具有很好的使用前景。隨著GPS技術(shù)的不斷進步，GPS RTK技術(shù)在公路測量中必然會有更好的應用。

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