路橋工程RTK測(cè)量新技術(shù)的應(yīng)用研究

段志強(qiáng) 劉晴 劉碩

摘 ? ?要：工程測(cè)量技術(shù)是路橋工程的基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性技術(shù)，合理運(yùn)用工程測(cè)量技術(shù)，不但可以提高路橋建設(shè)的質(zhì)量與效率，還可以提高路橋工程的進(jìn)程與效益。要對(duì)工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用給予高度的重視，實(shí)現(xiàn)路橋工程更為系統(tǒng)而科學(xué)地控制，給精品路橋工程的建設(shè)提供測(cè)量工作方面的保證。本文基于路橋工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以RTK測(cè)量新技術(shù)為研究核心，討論了RTK技術(shù)的發(fā)展及其在路橋測(cè)量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：路橋工程;RTK技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

1 ?前言

在工程測(cè)量中，合理運(yùn)用RTK測(cè)量技術(shù)有利于減少測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。下文在簡(jiǎn)要分析RTK技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就該項(xiàng)測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用展開詳細(xì)探討，以期為相關(guān)工作的開展帶來些許幫助。

2 ?RTK測(cè)量原理

RTK測(cè)量技術(shù)主要是通過建立基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的方式，與GPS定位系統(tǒng)相連接，通過科技信息技術(shù)手段來準(zhǔn)確定位施工位置的三維坐標(biāo)。然后，將這些坐標(biāo)信息上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)中，繪制施工圖紙，完成工程前期的測(cè)量及測(cè)繪工作。

（1）GPS接收機(jī)。一般情況下，利用RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，需在基準(zhǔn)站、流動(dòng)站配置一定數(shù)量的GPS接收機(jī)?；鶞?zhǔn)站的接收機(jī)安放在已知高程的站點(diǎn)以及坐標(biāo)上，流動(dòng)站的接收機(jī)主要負(fù)責(zé)進(jìn)行對(duì)基準(zhǔn)站周邊進(jìn)行觀測(cè)與定位。

（2）數(shù)據(jù)通信鏈。在RTK測(cè)量系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信鏈主要具有信號(hào)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋幕鶞?zhǔn)站中采集到載波相位觀測(cè)值后，通過數(shù)據(jù)通信鏈將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給流動(dòng)用戶，便于流動(dòng)用戶做進(jìn)一步的分析與應(yīng)用。

（3）RTK軟件。從基準(zhǔn)站、流動(dòng)站采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)通過RTK軟件進(jìn)行解算分析，最終獲得數(shù)值確定、精度高的數(shù)據(jù)，將測(cè)量工作進(jìn)一步具體化。與傳統(tǒng)人工計(jì)算等方式相比，RTK軟件可以更準(zhǔn)確、快速地確定整周模糊度，進(jìn)行基線向量解算、解算結(jié)果質(zhì)量分析以及精度評(píng)定與坐標(biāo)轉(zhuǎn)化等。

3 ?RTK技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析

RTK測(cè)量技術(shù)也有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及不足，與以往施工單位在前期工程測(cè)量環(huán)節(jié)常用的全站儀設(shè)備為例，對(duì)兩種測(cè)量技術(shù)的操作方法及應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析?？梢钥闯?，RTK技術(shù)依靠于信息技術(shù)手段，可以簡(jiǎn)化測(cè)量工作的基本流程，避免流程過于復(fù)雜，有效降低了施工難度。而且，受天氣變化的影響因素較小，測(cè)量的準(zhǔn)確率相對(duì)較高。同時(shí)，測(cè)量時(shí)只需要一個(gè)施工人員就可以完成基本的工作任務(wù)，可以在一定程度上為施工單位節(jié)省人力成本的支出。但是，這種測(cè)量技術(shù)會(huì)受到電磁波的干擾而影響測(cè)量效果，而且還會(huì)受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。因此，該技術(shù)目前還有待進(jìn)一步優(yōu)化和完善。

而從全站儀的使用情況來看，其最大的優(yōu)勢(shì)就在于不受電磁波的影響，運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)較為穩(wěn)定。但是，測(cè)量工作會(huì)受到天氣及光線的影響，需要合理選擇測(cè)量的時(shí)間。而且，無法單人作業(yè)，測(cè)量的范圍也相對(duì)較小，需要根據(jù)工程測(cè)量工作的進(jìn)度不斷移動(dòng)全站儀。為了能夠更加清晰直觀的分析出兩種測(cè)量工具的特點(diǎn)，施工單位可以制作二者的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表格。在實(shí)際開展施工工作時(shí)，通過參考表格當(dāng)中的信息，可以選擇出最合適的工程測(cè)量方法。

4 ?RTK新技術(shù)在路橋測(cè)量中的應(yīng)用

4.1 ?RTK控制測(cè)量

4.1.1 ?平面控制測(cè)量

應(yīng)用RTK技術(shù)開展平面控制測(cè)量作業(yè)時(shí)，需嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家發(fā)布的文件規(guī)范進(jìn)行。在確定埋石方面，需要按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求進(jìn)行。在測(cè)量技術(shù)方面，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：對(duì)于精度等級(jí)為一級(jí)的測(cè)量區(qū)域，觀測(cè)次數(shù)應(yīng)大于4次;RTK平面控制點(diǎn)相鄰點(diǎn)間平均邊長(zhǎng)應(yīng)控制在500m;點(diǎn)位中誤差要小于5m;與基準(zhǔn)站的距離不能超過5km，起算點(diǎn)等級(jí)為四級(jí)及以上等級(jí)。對(duì)于精度等級(jí)為二級(jí)的測(cè)量區(qū)域，觀測(cè)次數(shù)應(yīng)大于3次;RTK平面控制點(diǎn)相鄰點(diǎn)間平均邊長(zhǎng)應(yīng)控制在300m;點(diǎn)位中誤差要小于5m;與基準(zhǔn)站的距離不能超過5km，起算點(diǎn)等級(jí)為一級(jí)及以上等級(jí)。對(duì)于精度等級(jí)為三級(jí)的測(cè)量區(qū)域，觀測(cè)次數(shù)應(yīng)大于2次;RTK平面控制點(diǎn)相鄰點(diǎn)間平均邊長(zhǎng)應(yīng)控制在200m;點(diǎn)位中誤差要小于5m;與基準(zhǔn)站的距離不能超過5km，起算點(diǎn)等級(jí)為二級(jí)及以上等級(jí)。

4.1.2 ?高程控制測(cè)量

在進(jìn)行RTK高程控制點(diǎn)的埋設(shè)作業(yè)時(shí)，需要對(duì)標(biāo)石進(jìn)行重合，并且為方面后續(xù)測(cè)量工作的開展，在埋設(shè)高程控制點(diǎn)時(shí)應(yīng)運(yùn)用圓頭帶十字的標(biāo)志。設(shè)置高程時(shí)，收斂精度不能大于3cm。在測(cè)定高程時(shí)，需先通過流動(dòng)站完成大地高的測(cè)量作業(yè)，之后將流動(dòng)站高程進(jìn)行減法處理，最終得到具體數(shù)值。在具體解算作業(yè)中，需應(yīng)用數(shù)學(xué)擬合法等方法來獲取流動(dòng)站高程異常情況，之后再根據(jù)具體的精度要求對(duì)模型精度進(jìn)行確定，以完成最終的測(cè)量任務(wù)。

4.2 ?RTK技術(shù)在測(cè)繪中數(shù)據(jù)的處理方法

在RTK的作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站將相關(guān)信息傳遞給流動(dòng)站是采用數(shù)據(jù)鏈的方式。在經(jīng)過流動(dòng)站的初始化后又通過數(shù)據(jù)鏈接收從基被站的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，其自身也能采集rTP3觀測(cè)數(shù)據(jù)，并且在系統(tǒng)內(nèi)部組成差分觀測(cè)值來進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理之后，又先后通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高程擬合以及投影改正，就能夠輕松地得到我們預(yù)想中的精確到厘米級(jí)的定位。

4.3 ?在繪制道路地形圖時(shí)的應(yīng)用

公路選線一般都是在一些較大的比例圖上進(jìn)行的，傳統(tǒng)測(cè)圖的方式不僅工作速度慢、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，而且準(zhǔn)確度也比不上采用RTK測(cè)量技術(shù)的測(cè)量結(jié)果。采用RTK技術(shù)來構(gòu)成碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，那么繪圖人員在室內(nèi)通過繪圖軟件就可以得到繪好的地形圖，再通過RTK技術(shù)測(cè)圖的時(shí)候只需要向系統(tǒng)提供碎部點(diǎn)的坐標(biāo)信息，減少了繁瑣數(shù)據(jù)的輸入，而且這種測(cè)量技術(shù)的使用也能夠減少測(cè)量時(shí)間、減少對(duì)勞動(dòng)力的使用。

4.4 ?中線測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用

在道路中線放樣應(yīng)用RTK測(cè)量技術(shù)，就會(huì)減少整個(gè)放樣工作的工作量，通常情況下，只需要一人即可完成操作。具體的操作是在RTK的外業(yè)控制器上輸入線路的坐標(biāo)就能夠進(jìn)行放樣。放樣時(shí)要注意靈活放樣，隨機(jī)應(yīng)變。在操作過程中，屏幕上有指示偏移量和偏移方位的箭頭，只需根據(jù)箭頭指示靈活的移動(dòng)直至誤差在允許的范圍之內(nèi)即可。

4.5 ?水準(zhǔn)測(cè)量

水準(zhǔn)點(diǎn)選擇是水準(zhǔn)測(cè)量的核心，也是確保路橋施工質(zhì)量的根本。測(cè)量單位應(yīng)該根據(jù)路橋工程設(shè)計(jì)要求，在結(jié)合路橋施工現(xiàn)場(chǎng)和工程地形地貌特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以200m為間距，沿路橋工程的設(shè)計(jì)方向均勻設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置到開闊地帶的穩(wěn)固處，這樣有利于水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量精度和速度的提高。在水準(zhǔn)測(cè)量過程中，應(yīng)該確保測(cè)量?jī)x器的精度，要做好儀器的檢查和檢測(cè)，以便確保儀器的技術(shù)性能。

5 ?結(jié)語

RTK技術(shù)通過載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，能夠十分輕松地在野外得到厘米級(jí)的定位精度。RTK技術(shù)的逐漸興起為工程放樣、地形測(cè)圖以及各種控制測(cè)量提供了很多方便，并且使得工作效率有了十分顯著的提升。

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