浅谈GPS—RTK技术在道路测量中应用

1、浅谈gpsrtk技术在道路测量中应用【摘要】为了更好的服务于道路测量工作，满足 道路测量工作的实际需求，文章从gps-rtk技术的基本原理 和关键技术入手，研究探讨gps-rtk技术在公路测量过程中 带状地图绘制、纵横断面放样、中线施工放样和土石方计量 中的实际运用。【关键词】gps-rtk技术；道路测量随着测量技术的日益成熟，被普遍运用在生产生活当 中。在道路建设中的运用更是提高了道路建设工作的建设成 效，gps-rtk实时动态定位技术为公路的管理、施工和勘测 工作质量的提高提供了坚实的技术基础。一、rtk技术的基本原理rtk测量技术是结合数据传输技术和载波相位测量技术 的一项gps测量技术

2、，它是以载波相位为测量依据而进行的 实时差分测量。gps测量模式有两种：一种是静态模式，可 被划分为快速测量模式和常规测量模式；另一类是动态测量 模式，可划分为实时动态测量模式与准动态测量模式，其中 实时动态测量模式又被分为rtk和dgps方式。相对于传统的测量模式，rtk测量技术具有使用方便、 操作简单、测量自动化的优点，具有较高的定位精度和集成 化程度，在数据的处理上也有较强的能力。rtk系统是由移 动接收机、数据链和基准站接收机三大部分组成，在基准站 和移动站上各放置一台以上的rtk接收机对同一个卫星信号 进行同步接收，其中已知坐标点的基准站叫做基准点，未知 左边点的叫移动站。已知坐标点

3、的基准站根据准确坐标得出 卫星距离的改正数，并发送至移动站点，移动站通过接受到 的距离改正数修正对坐标的定位结果，更为准确的提高对物 象的定位精度，从而达到三维定位结果精确到厘米的目的。 根据不同的差分方法可以将rtk技术分为差分法和修正法两 种，差分法指的是将基准站收集的载波相位发送至移动站， 并在此基础上对三维坐标进行求解；修正法指的是基准站将 修正后的载波相位数值发送至移动站，修正移动站所接收的 载波相位，然后对三维坐标进行求解。二、rtk测量的关键技术rtk测量技术的运用核心在于确定周模糊度和传输差分 数据。（一）整周模糊度的求解。对周模糊度的求解方法有很 多，可以根据测量过中信号接收

4、机的状态对其进行划分，分 别为静态法和动态法。但由于这些方法在求解过程中需要耗 费大量的时间和精力，不能满足实际生产生活的需求。在此 可以运用一种低阶卡尔曼滤波器对模糊度进行动态快速的 求解，达到对模糊度动态实时求解的目的。通过实践证明， 该方法具有简单易行、快速准确、计算量小的特点，是动态快速求解周模糊度的最佳选择。（二）rtk的数据传输。rtk通讯的主要传播方式是空间波，所才采用的是uhf波，也就是散射波。折射波、直射 波以及各种合成波。这类传播方式具有较好的直线传播性和 较强的穿透性，但容易受到地球曲率、障碍物以及地形的影 响。当传送数据时运用9600波特率，则每组数据的发送时 间为0.

5、 8s左右。因此，基准站在每秒传送一次的rtk改正 数据时，理想的传送距离为：d二4.24,公式中的d为数据链覆盖面的半径，单位为km； hl为基准站的天线高，h2为流动站的天线高，单位为mo式中指处于理想状态下，也就是 无电波干扰和无障碍物遮扌当的覆盖范围，与实际情况有细微 出入。为了提高rtk的数据通讯能力，可以在进行rtk测量 时将rtk基准站安排在rtk有效测量器的中央控制点上，对 移动站和基准站的天线架设高度进行调整。此外，还需要缩 短基准站与移动站之间的距离。增强天线和接收机的高灵敏 性，使其能够达到“电磁波同视”。如在观测过程中遇到地 形影响时可以在一定程度上增设中继站。三、gp

6、s-rtk技术在公路测量中的应用公路的测量一般处于施工放样和勘测设计的阶段，具有测量难度大、地形复杂、线路长的特点。通过对rtk技术的 运用，可以减轻公路测量工作的劳动强度，增加测量工作的 灵活性，为公路测量工作带来以下便利。（一）大比例尺地形图的绘制。一般公路选线是进行在 大比例尺的带状地形图上的，通常比例为1： 1000或1:2000。 如果运用以往的方法进行测图，则需要经过建立控制点和进 行碎部测量才能对地形图进行绘制，在测图过程中面临难度 大、时间长、速度慢和效率低的特点。而gps-rtk技术则可 以克服这些缺点，只需要收集碎部点的输入属性信息和三维 坐标数据，运用绘图软件绘制成图，节

7、省公路测图的时间和 物力，克服测图中遇到的困难。（二）计算道路的纵横断面放样。在纵横断面放样过程 中将放样数据填入到电子手薄中，并建立一个预放样点的施 工文件，以供现场勘测使用。在横断面放样时，首先确定好 横断面的施工作业形式，将横断面设计的设计高、路肩宽度 和边坡坡度填入到电子手薄里，建立并储存一个预放样的施 工文件，不定时的到现场进行测量放样。通过绘图软件的运 用，还可以测绘出各点与纵断面的横断面图。绘制地形图的 数据不需要到现场对横、纵断面重新进行测量，减少了户外 测量工作的时间。（三）道路中线放样。道路设计工作者在地形图上对公 路定线后，在地面标定出标准的公路中线。使用rkt测量过 程中，在rtk电子手薄中录入相关中桩点坐标，系统软件则 会自动给出放样点的坐标点位。直线、圆曲线和缓和曲线是 构成高等级公路的主要路线，在放样时只要将各主控桩号、 缓和曲线与直线段的距离、起终点的方位角以及圆曲线的半 径输入到rtk电子手薄中，就能够快送准确的放样，且均由 rtk电子手薄中独立运算完成。四、结语gps-rtk技术具有效率好、速度快、精度高和操作性强 的优点，公路测量工作中对gps-rtk技术的运用，具有鲜明 的时代特征，gps-rtk技术的已经逐渐取代传统的测量方式, 在很大程度上节约了道路测量工作的时间和物力。因此， gps-rtk技术在道路勘测和施工放样