淺談GPS—RTK技術(shù)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用

【摘要】由于GPS-RTK技術(shù)精度高，實(shí)時(shí)性好，而且速度較快，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)相比傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此GPS-RTK已經(jīng)成為道路工程中快速采集數(shù)據(jù)與定位的有效工具。基于此，本文通過(guò)分析GPS-RTK技術(shù)的原理及優(yōu)勢(shì)，闡述其在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GPS-RTK技術(shù)；公路工程測(cè)量；技術(shù)優(yōu)勢(shì)；工程應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的公路工程建設(shè)得到了快速的發(fā)展。為了提高公路工程測(cè)量的精確性及快速性，以GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的RTK技術(shù)開(kāi)始逐漸使用到公路工程測(cè)量中，并在公路工程測(cè)量領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。

一、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的原理分析

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)是GPS技術(shù)與RTK技術(shù)的完美融合，它是通過(guò)建立相應(yīng)的載波相位觀測(cè)值基礎(chǔ)，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)定位。眾所周知，在傳統(tǒng)的定位技術(shù)中，不論是靜態(tài)定位還是動(dòng)態(tài)定位，由于測(cè)量數(shù)據(jù)不能及時(shí)傳回，從而使這些數(shù)據(jù)得不到及時(shí)的處理，無(wú)法得到準(zhǔn)確的定位結(jié)果，而且系統(tǒng)無(wú)法通過(guò)傳回的數(shù)據(jù)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢核，從而難以保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，這將造成數(shù)據(jù)需要大量重復(fù)性測(cè)量，從而耗費(fèi)大量時(shí)間。而GPS-RTK測(cè)量技術(shù)能夠較好的解決這些問(wèn)題，它是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的一種新的突破。

當(dāng)今社會(huì)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，GPS技術(shù)的發(fā)展也日臻成熟，并帶動(dòng)了GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，從而使GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在各個(gè)測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。GPS-RTK測(cè)量技術(shù)是一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的測(cè)量技術(shù)，因此也被稱作為載波相位差分技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，它主要由三個(gè)板塊組成，分別是基準(zhǔn)站、移動(dòng)站和數(shù)據(jù)鏈板塊。在利用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先需要將設(shè)備中的淺談GPS-RTK技術(shù)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用

□ 馬登銀（中交第三公路工程局有限公司第四分公司， 甘肅 臨夏 401120）

【摘要】由于GPS-RTK技術(shù)精度高，實(shí)時(shí)性好，而且速度較快，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)相比傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此GPS-RTK已經(jīng)成為道路工程中快速采集數(shù)據(jù)與定位的有效工具?；诖耍疚耐ㄟ^(guò)分析GPS-RTK技術(shù)的原理及優(yōu)勢(shì)，闡述其在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GPS-RTK技術(shù)；公路工程測(cè)量；技術(shù)優(yōu)勢(shì)；工程應(yīng)用

二、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

GPS-RTK測(cè)量技術(shù)擁有以下幾點(diǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的定位精度高。由于其良好的定位精度，從而使得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，減少了數(shù)據(jù)的誤差。使用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)，只要其測(cè)量半徑滿足要求，則其平面精度與高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)。

2、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的測(cè)量效率高。在一般的測(cè)量中，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)可以大大減少對(duì)儀器的搬動(dòng)次數(shù)以及對(duì)控制點(diǎn)的重復(fù)選取。由于GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的作業(yè)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度較低，因此測(cè)量時(shí)所需人員較少，這將大大節(jié)省投資，提高勞動(dòng)效率。

3、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的測(cè)量結(jié)果質(zhì)量較高。在使用GPS-RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于數(shù)據(jù)的精度分布極為均勻，因此每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差是隨機(jī)產(chǎn)生的，不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差的累積，從而使得測(cè)量精度較高，滿足工程測(cè)量的要求；同時(shí)GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的自動(dòng)化和集成化程度較高，因此可以適用于各種環(huán)境下的測(cè)量，并且可以在流動(dòng)站采用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，這將是認(rèn)為誤差降到最低，以保障測(cè)量的精度。

4、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)降低了作業(yè)工作要求。與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，GPS-RTK測(cè)量技術(shù)是在電磁波通視條件下進(jìn)行工作的，因此可以擺脫傳統(tǒng)光學(xué)通視條件、能見(jiàn)度、天氣等因素的影響，實(shí)現(xiàn)全天候的作業(yè)。在傳統(tǒng)的工程測(cè)量中，測(cè)量極易受到地形及地質(zhì)障礙物的影響，而GPS-RTK測(cè)量技術(shù)不受環(huán)境和距離的限制，只要滿足其基本的工作條件，它就能輕松的進(jìn)行高精度的測(cè)量，因此十分適用于地形條件復(fù)雜地區(qū)的工程測(cè)量。

5、GPS-RTK測(cè)量技術(shù)的自動(dòng)化及智能化程度高，因此在操作時(shí)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)由于GPS-RTK系統(tǒng)采取了快速算法，能夠快速準(zhǔn)確地求解出整周模糊度，從而使得數(shù)據(jù)的處理能力較強(qiáng)。并且，只要將數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，就可以獲得測(cè)量結(jié)果或進(jìn)行坐標(biāo)定位。

三、GPS-RTK技術(shù)在公路工程測(cè)量中的應(yīng)用

1、資料收集

在使用GPS-RTK技術(shù)測(cè)量公路工程時(shí)，首先需要收集該工程的相關(guān)資料，例如各種比例尺的地形圖以及斷面圖、該地區(qū)的水文地質(zhì)資料等。

2、控制測(cè)量

具體測(cè)量過(guò)程中，需要通過(guò)規(guī)劃好的路線走向來(lái)進(jìn)行控制測(cè)量。對(duì)于公路工程的控制測(cè)量，要采用RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度，同時(shí)當(dāng)定位精度達(dá)到一定要求時(shí)，可以立刻停止觀測(cè)，這將大大提高工作效率。而且由于RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)不受光學(xué)通視的影響，從而使得測(cè)量簡(jiǎn)便易行。在公路工程中進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際選取合適的數(shù)據(jù)鏈方案，并且合適的數(shù)據(jù)鏈方案可以使RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)在長(zhǎng)邊的靜態(tài)測(cè)量上得到較好的測(cè)量結(jié)果。在測(cè)量時(shí)，如果道路的長(zhǎng)邊超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，需要觀測(cè)一定時(shí)間后，相應(yīng)的解才會(huì)趨于穩(wěn)定。當(dāng)?shù)玫降臄?shù)據(jù)波動(dòng)連續(xù)十分鐘都維持在較小的數(shù)值內(nèi)，且其在測(cè)量的最后五分鐘得到的數(shù)值之間的差小于2μmD時(shí)，可以采用此次的測(cè)量結(jié)果。

3、線路勘測(cè)

盡管已經(jīng)根據(jù)資料規(guī)劃了相應(yīng)的設(shè)計(jì)路線，但在實(shí)際的公路工程路線規(guī)劃中，根據(jù)國(guó)家規(guī)定的勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免或減少對(duì)于農(nóng)田及房屋的占用，應(yīng)該盡量沿用舊路的路基進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而人為的設(shè)計(jì)難以達(dá)到這個(gè)要求，因此為了準(zhǔn)確地規(guī)劃公路線路，需利用GPS-RTK技術(shù)，將GPS-RTK的接收站點(diǎn)設(shè)置為流動(dòng)站點(diǎn)，按照公路的原有路基，將其分段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；同時(shí)，要將公路的一個(gè)已知點(diǎn)設(shè)置為參考站點(diǎn)，當(dāng)采集數(shù)據(jù)至重要地方時(shí)，將此部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，然后將數(shù)據(jù)傳回到計(jì)算機(jī)內(nèi)，利用相應(yīng)的軟件進(jìn)行計(jì)算，再選取線路；設(shè)計(jì)人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)選線，確定該線路在大比例尺地形圖上的部位，將公路的中線標(biāo)定出來(lái)，從而得到中線的相應(yīng)數(shù)據(jù)文件。

4、道路的中線及縱、橫斷面放樣

在對(duì)道路的中線及縱、橫斷面放樣時(shí)，首先需要輸入各主控點(diǎn)的樁號(hào)，然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)輸入起始點(diǎn)的方位角，以及起始點(diǎn)的直線距離與曲線距離，相應(yīng)的圓曲率，然后就可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行放樣，并且這些工作都將通過(guò)GPS-RTK技術(shù)完成。相比傳統(tǒng)的極坐標(biāo)法放樣，GPS-RTK技術(shù)將極大節(jié)約放樣時(shí)間，而且該技術(shù)可以極大程度上簡(jiǎn)化了放樣的步驟。在進(jìn)行縱斷面放樣時(shí)，只需要將放樣的相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入到GPS-RTK軟件中，然后生成相應(yīng)的放樣點(diǎn)文件，將文件存儲(chǔ)起來(lái)，以備隨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)放樣。在對(duì)橫斷面進(jìn)行放樣時(shí)，先要確定橫斷面的形式，將斷面形式的數(shù)據(jù)輸入到GPS-RTK軟件中以后，采取與縱斷面同樣的方法進(jìn)行放樣。在軟件中，軟件可以自動(dòng)地將相應(yīng)的地面進(jìn)行銜接，同時(shí)利用斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的土方量計(jì)算。通過(guò)繪圖軟件，我們可以將縱斷面以及橫斷面圖畫(huà)出來(lái)，畫(huà)圖數(shù)據(jù)可以直接使用先前輸入的數(shù)據(jù)，由于這些數(shù)據(jù)的精度極高，因此不需要測(cè)量人員再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，從而提高了工作效率。

【參考文獻(xiàn)】

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