GPS RTK技術(shù)在公路測量中的運用

摘 要：測量在國民經(jīng)濟發(fā)展和工程建設(shè)過程中都發(fā)揮著重要作用，在公路的設(shè)計和施工中，通過測量可以獲取科學(xué)、準確、詳細的數(shù)據(jù)和信息，以便于做出最佳決策和最優(yōu)的設(shè)計方案。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，近年來GPS RTK技術(shù)在公路測量中運用得越來越多。本文以此為出發(fā)點對GPS RTK技術(shù)進行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：GPS RTK技術(shù)；公路測量；運用情況

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.139

1 GPS RTK技術(shù)的原理分析

RTK技術(shù)，即載波相位動態(tài)實時差分技術(shù)，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。與GPS技術(shù)不同的是，RTK技術(shù)可以直接提供觀測對象的三維坐標信息。以往的GPS技術(shù)無論是處于動態(tài)定位模式還是靜態(tài)定位模式，都難以實現(xiàn)對觀測信息的實時解算，也無法對測得的數(shù)據(jù)進行實時核檢，在數(shù)據(jù)的處理上具有一定的滯后性，而且難以保證觀測信息的質(zhì)量和精度。因此，在實際的測量工作中，往往會采用延長觀測時間的方法來提升數(shù)據(jù)測量的精度，這樣就降低了GPS技術(shù)的時效性，難以滿足實際工作的需要。RTK技術(shù)的應(yīng)用很好地改善了GPS技術(shù)的這一缺陷，RTK技術(shù)以載波相位觀測值為依據(jù)，其系統(tǒng)由基準站和流動站組成。通過基準站和流動站對同一組GPS衛(wèi)星的連續(xù)鎖定和信息采集，并借助專業(yè)技術(shù)對采集到的載波相位觀測量進行處理，來求解整周模糊度，從而最終確定流動站的厘米級精度的位置。借助GPS RTK技術(shù)，用戶可以進行實時觀測，并減少觀測的時間，提升觀測結(jié)果的準確性。

2 GPS RTK技術(shù)在公路測量中的運用

2.1 控制測量

GPS測量可以分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量兩種模式，靜態(tài)測量技術(shù)主要用于測量大型的建筑物，比如特大的橋梁工程、隧道和互通式立交等，采用靜態(tài)測量的方式可以最大程度提升測量結(jié)果的精度；動態(tài)測量技術(shù)主要用于一般公路工程的控制測量工作中，在實際工作中，往往采用RTK技術(shù)。借助這種測量方式，在進行控制測量時可以實現(xiàn)實時觀測，第一時間獲取觀測的信息值，并且保證觀測值的精度和質(zhì)量。同時，當測量的結(jié)果達到工程要求的數(shù)據(jù)精度后就可以停止觀測，節(jié)約觀測的時間，大大提升公路測量的工作效率。如果RTK模式選擇得當，RTK技術(shù)在長邊靜態(tài)測量中也可以顯現(xiàn)出明顯的效果，但是這需要根據(jù)實際測量的需求來制定合適的實測方案，并對是否選擇應(yīng)用RTK技術(shù)做出決策。

2.2 勘探線路

在公路的選址和設(shè)計階段，GPS RTK技術(shù)仍然具有很重要的利用價值。在公路的選址過程中，要注重加大勘探和考察力度，根據(jù)公路的規(guī)劃方案合理選擇路線，盡量減少對農(nóng)田和房屋的侵占，并盡可能利用起舊路，因此，要在公路的設(shè)計中對路線進行科學(xué)的規(guī)劃，而這就需要借助GPS RTK技術(shù)來實現(xiàn)。根據(jù)GPS RTK技術(shù)的工作原理，可以借助車載GPS RTK接收機作為GPS RTK系統(tǒng)中的流動站，然后選擇一個已知點作為參考站，構(gòu)成一個完整的GPS RTK技術(shù)系統(tǒng)，通過車載GPS RTK接收機的在觀測路線中的間斷式移動來實現(xiàn)信息的采集。采集過信息之后，要借助計算機和專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件對數(shù)據(jù)進行對比分析，從而幫助設(shè)計人員做出最佳決策。

2.3 公路的中線以及縱、橫斷面放樣

與傳統(tǒng)的極坐標法相比，GPS RTK技術(shù)在放樣中更加高效和便捷。首先，在公路中線的放樣中，只需在各線路的直線和曲線處加樁，并在計算機系統(tǒng)中輸入各樁點的樁號，然后相繼輸入一些實際觀測的信息，比如起點和終點的方位角、直線距離和曲線長度，以及圓曲線半徑等信息即可，剩下的工作就可以交給GPS電子手簿來完成。其次，在縱斷放樣方面，也是需要把各坡點的樁號、直線的坡度、曲線的半徑等數(shù)據(jù)輸入到GPS電子手簿中，然后會自動生成放樣點的施工測試文件，以便于在公路設(shè)計和施工的現(xiàn)場進行放樣測試。最后，在橫斷放樣方面，要先根據(jù)實際設(shè)計和施工的需要確定橫斷面的形式，決定采用填、挖還是半填半挖的方式，然后將坡面的坡度、路肩的寬度、路幅的寬度等橫斷面的設(shè)計數(shù)據(jù)輸入到GPS電子手簿中，然后根據(jù)測量的需要系統(tǒng)會生成放樣點的文件，滿足實際設(shè)計和施工中進行現(xiàn)場放樣的需要。再利用GPS RTK技術(shù)進行放樣時，所需要的數(shù)據(jù)資料都是在之前進行路線勘察時所收集到的，無需另外進行數(shù)據(jù)的收集和測量，這大大減少了公路設(shè)計和施工中測量的工作量，具有很強的實用性。

2.4 繪制大比例尺的地形圖

在進行公路的設(shè)計與測量時，尤其是對規(guī)模較大高速公路工程而言，往往需要對大范圍內(nèi)的地形地勢進行考察和分析，借助大比例尺的地圖輔助決策，以便于確定最佳的線路方案。以往這樣大范圍的數(shù)據(jù)和信息獲取的難度往往比較大，而且數(shù)據(jù)的準確性也難以保證。而通過GPS RTK技術(shù)，只需使車載GPS RTK接收機在計劃線路的每一個節(jié)點處進行短時間的停留，就可以獲取每個節(jié)點的坐標、高程這些三維的坐標信息。進行線路的數(shù)據(jù)信息采集之后，借助專業(yè)的信息處理軟件和繪圖工具就可以繪制出相應(yīng)的大比例尺的地形圖，以滿足公路設(shè)計和測量的需要。

3 GPS RTK技術(shù)在公路測量中的局限性

GPS RTK技術(shù)在實際的測量過程中會受到一些因素的影響而使其觀測結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差，這類因素主要包括儀器和其他干擾，以及距離因素帶來的影響，前者包括天線相位中心的變化、信號的干擾以及氣象因素等，后者主要是指軌道誤差、對流層誤差等。這些都需要在實際的公路測量中予以考慮，以減少誤差給公路的設(shè)計和施工帶來的不利影響。

4 小結(jié)

實踐證明，GPS RTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用，對于提升公路測量數(shù)據(jù)的準確性和實效性、提升公路設(shè)計和施工的工作效率具有重要的作用，加快了我國公路建設(shè)的步伐。并在原有的GPS定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，進一步提升了信息測量的精度和速度，在一些只能用常規(guī)測量方法采集信息的困難地區(qū)，使用GPS RTK技術(shù)具有重要意義。

參考文獻：

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[2]龐繼慶.基于GPS RTK技術(shù)應(yīng)用在公路測量的研究[J].大科技，2015（01）：191-191，192.

作者簡介：牛磊磊（1987-），男，陜西咸陽人，本科，助理工程師。