GPS―RTK技术及在公路测量工程中应用分析

1、GPSRTK 技术及在公路测量工程中应用分析摘要： GPS-RTK 技术近年来发展比较迅速， 它在各种控制测量、地形测图、工程选线及工程放样中应用广泛，与常规仪器相比非常明显地提高了作业效率和作业精度。论文主要介绍了该技术的应用原理，并针对其在公路测量中的运用技术做了分析和阐述。关键词： GPS-RTK 技术 ;公路测量1 GPS-RTK 技术原理RTK 技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS 测量技术。是一种将GPS 与数传技术相结合，实时解算进行数据处理，在1-2 秒的时间里得到高精度位置信息的技术，RTK 技术系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、

2、电子手薄及配套设备组成，整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点，完全可以满足数据采集和工程放样的要求。它是 GPS 测量技术发展的一个新突破， 在公路工程中有广阔的应用前景。2 GPS-RTK 技术在公路测量工程中的应用随着我国国民经济的快速增长基础设施建设大力发展，中、高等级公路建设迎来前所未有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的要求。当前，用 GPS 静态或快速静态方法建立沿线总体控制原理，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据;在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网， 这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段，公路测量的技术潜力蕴于RTK技术的应用

3、之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。2.1 GPS-RTK技术应用模式GPS-RTK定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样等前端数据采集。（1）快速静态定位模式按照工程实际需求，GPS 接收机在每一流动站上，静止的进行观测。在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数据，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标，如果解算结果的变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中，如控制网加密;若采用常规测量方法（如全站仪测量），受客观因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难

4、，而采用RTK技术可起到事半功倍的效果。单点定位只需要 5-10min ，随着技术的不断发展，定位时间还会缩短，不及静态测量所需时间的五分之一，在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。（2）动态定位模式测量前需要在一控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需 2-10s）进行初始化工作，之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置。 目前，其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景，可以完成地形图测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量2-4s，精度就可以达到1-3cm，且整个测量过程不

5、需通视，有着常规测量仪器不可比拟的优点。2.2GPS-RTK 技术在公路测量工程中的应用公路测量通常是指在勘测设计、施工放样阶段。公路测量的特点是线路长、地形地物复杂、测量难度大。采用GPS-RTK 技术在公路测量中的应用，灵活机动，劳动强度小，生产效率高，通常有以下的作用。（1）绘制大比例尺地形图高等级的公路选线是在大比例尺（ 1：1000 或 1：2000）带状地形图上进行。用传统的方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，再绘制成大比例尺地形图。这种方法难度大、速度慢、花费时间长、效率低。采用GPR RTK 测量可以完全克服这些缺点，只需要在公路沿线每个碎部点上停留一两分钟，即要获得每

6、点的三维坐标，结合输入点的特征编码及属性信息，就构成带状地形图所有碎部点的数据。然后用绘图软件成图。这种方法需要采集碎部点的三维坐标和输入属性信息，而且速度快，既省时又省力，大大地克服了测图的难度。（2）道路中线放样使用 RTK 技术进行中线测量， 不但克服了传统放样法和坐标放样法的缺点，而且具有观测时间短，精度高、无须通视、现场给出精确坐标等优点，其作业流程如下：1）设置基准站。GPS-RTK 定位要求基准站接收机实时地把观测数据及已知数据通过无线电信号传输给流动站接收机，基准站和流动站的观测数据质量、无线电的信号传播质量对 GPS-RTK 定位结果影响很大，在设置基准站时。基准站与流动站之

7、间距离不能太大，基准站应设置在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上。架设好基准站和天线，打开接收机，进行点校正工作。在有已知转换参数的情况下，直接输入当前坐标系统与WGS-84 坐标系统的转换参数，建立坐标转换关系。在不知道转换参数的情况下，直接采用点校正方式建立坐标转换方式。2）流动站设置。打开接收机，双击“测量”图标，选择“ RTK ”测量方式。流动站接收机在跟踪GPS 卫星信号的同时也接收来自基准站的数据。进行处理获得流动站的三维WGS-84 坐标，通过与基准站相同的坐标转换参数将WGS-84坐标转换为相应坐标。3）中线放样测量。选择“放样”选项，进行放样测量作业。系统软

8、件会自动根据输入到TRK 电子手簿中的放样点的坐标，定出放样点的点位。4）数值采集。当流动站到达放样点后，整平流动站天线，使放样点位置和天线中心位置重合，按“测量”键对该放样点进行数值采集工作。（ 3）道路的纵横断面放样和土石方计算纵横断面放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工预放样点的文件，并储存起来，随时可以到现场测量所用 ;横断面放样时， 先确定横断面作业形式 （挖、填、半挖半填） ，然后把横断面设计有关数据输入电子手簿中（边坡坡度、路肩宽度、设计高）也生成一个施工预放样文件，储存起来，并随时到现场测量放样。还可利用软件自动与地面线衔接进行所谓的 “载帽” 工作，并利用

9、 “断面法”进行填挖土方量的计算。用绘图软件还可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图。因为所采用的数据都是测绘地形图时采集的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。而且必要时，可用动态 GPS 到现场检验复合，这与传统方法相比，既经济又易实现。结语利用 GPS-RTK 技术测量精度高， 可以达到厘米级精度，且不累计传递误差，观测时间短并可实时提供三维坐标，完全可以满足地下管线点测量精度。近年来，各种用途的连续运行和参考站系统（ CORS）的相继建成，出现了由多基站构成的网络 RTK ，解决了常规 RTK 的局限性问题和 GPS 高程转换问题。该测量技术操作简单方便，可以极大提高工作效率，从而节约了时间，提高了经济效率。随着测绘科技的发展， GPS-RTK 将得到更广泛的应用。参考文献：1. 宋铁军， 赵志全 .