網(wǎng)絡RTK在公路施工測量中的應用

滕春江

【摘要】傳統(tǒng)RTK技術較網(wǎng)絡RTK技術在實際應用中有著作業(yè)距離短、隨距離的增大而精度變差、可靠性差、在山嶺重丘區(qū)或有信號干擾情況下無法正常工作、對控制點校正參數(shù)影響大、對基準站架設電源供給電臺不方便等缺點。而網(wǎng)絡RTK恰恰克服了這些缺陷，本文簡述了網(wǎng)絡RTK的組成、工作原理及其在公路施工測量中的應用。

【關鍵詞】RTK；網(wǎng)絡RTK；施工測量；應用

一、引言

隨著國民經濟的發(fā)展，我國高速公路建設速度加快，RTK技術在公路施工測量方面有了很廣泛的應用，然而傳統(tǒng)RTK在實際應用中面臨著作業(yè)距離短、在山嶺重丘區(qū)或有信號干擾情況下無法正常工作、隨距離的增大而精度變差、可靠性差、對控制點校正參數(shù)影響大、對基準站架設電源供給電臺不方便等缺點。網(wǎng)絡RTK技術已經慢慢走近你的生活，逐步成為RTK技術將來的發(fā)展方向；網(wǎng)絡RTK采用基準參考站網(wǎng)絡，以距離最遠（80kin）的間隔來布設一系列基準參考站，它還能提供連續(xù)、實時、參考框架，通過增加控制站來做數(shù)據(jù)的處理、監(jiān)控工作狀況和數(shù)據(jù)質量工作，能夠大范圍、長距離內連續(xù)工作，具有精度高、覆蓋面廣等特點。本文從網(wǎng)絡RTK的工作原理、組成及特點出發(fā)，通過合生產實踐經驗介紹網(wǎng)絡RTK技術在公路施工測量中的應用，來論述網(wǎng)絡RTK在未來RTK技術的主導作用。

二、網(wǎng)絡RTK的組成及工作原理

（一）網(wǎng)絡RTK的組成

網(wǎng)絡RTK由基準站、數(shù)據(jù)處理中心（控制中心）、數(shù)據(jù)通信線路和用戶部分組成。其中核心的就是數(shù)據(jù)處理中心或者控制中心，它包括了GPS網(wǎng)絡RTK系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸、接收、轉換、處理、發(fā)送等重要任務。基準站網(wǎng)由固定的基準站組成的網(wǎng)絡，一般一個完整的GPS網(wǎng)絡RTK系統(tǒng)至少有3個固定的己知基準控制點（標準的是6個）。數(shù)據(jù)處理中心也稱為控制中心，是整個GPS網(wǎng)絡RTK系統(tǒng)的核心部分，由GPS網(wǎng)絡RTK軟件和通訊服務器組成。數(shù)據(jù)通信線路是整個系統(tǒng)中不可缺少的部分，它擔負著聯(lián)系控制中心與基準站和流動站的重大任務。用戶部分也就是流動站部分，由GPS接收機、移動電話網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊等構成。接收機通過無線網(wǎng)絡將自己初始位置發(fā)給控制中心，并接收控制中心的差分信號，生成厘米級的位置信息。這也是GPS網(wǎng)絡RTK系統(tǒng)最終要得到的結果。以上是GPS網(wǎng)絡RTK系統(tǒng)四個基本組成部分的簡單介紹，它們構成了整個系統(tǒng)的框架。

（二）網(wǎng)絡RTK誤差來源及減小誤差的方法

網(wǎng)絡模型的系統(tǒng)誤差包括：電離層誤差；對流層誤差；衛(wèi)星軌道誤差、網(wǎng)絡延遲誤差。減少誤差的方法主要有以下幾個方面：

1）差分和采用精密星歷的方法可以減少衛(wèi)星軌道誤差。

2）采用精密星歷可以在很大程度上消除衛(wèi)星軌道誤差。一種優(yōu)秀的衛(wèi)星軌道插值方法可以低階的次數(shù)獲得高精度的衛(wèi)星坐標且具有較快的收斂速度。

3）應用速率較快的有線和無線網(wǎng)絡可大大減小由于網(wǎng)絡延遲而帶來的誤差

（三）網(wǎng)絡RTK的作業(yè)流程（見圖1.1）

二、網(wǎng)絡RTK在公路施工測量中的應用

（一）網(wǎng)絡RTK的優(yōu)勢

網(wǎng)絡RTK技術的應用，徹底改變了傳統(tǒng)的RTK公路施工測量作業(yè)方式，具有作業(yè)范圍廣、精度高及野外單機作業(yè)等眾多優(yōu)點。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：

1）擴大了工作范圍。

2）使用方便，提高了工作效率。

3）可以有效地消除系統(tǒng)誤差和周跳，增強差分作業(yè)的可靠性。

4）用固定可靠的數(shù)據(jù)鏈通訊方式，免受電臺通訊距離限制。

6）可提供遠程INTERNET服務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（二）網(wǎng)絡RTK在公路施工測量中的應用

（1）繪制大比例尺地形圖。

公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進行。用傳統(tǒng)全站儀等方法測圖，工作量大，速度慢，花費時間長。而用網(wǎng)絡RTK測量可以克服這些缺點，它能快速獲得每個碎部點的坐標和高程。大大降低了測圖難度，省時又省力，實用性非常高。

（2）道路中線施工測量

設計人員在大比例尺帶狀地形圖上選定線路后，需將在實地地面上標定出來。采用網(wǎng)絡RTK進行中線放樣，只需將中樁點坐標數(shù)據(jù)輸入或者通過計算機導入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的，不會產生累計誤差，各點放樣精幾乎沒有差別。

三、網(wǎng)絡RTK進行施工測量的注意事項

為了保證網(wǎng)絡RTK在公路施工測量中的精度、速度和可靠性，使之更好的服務于工作、服務于工程項目建設，在使用網(wǎng)絡RTK進行公路施工測量時應注意以下幾點：

（一）已知點要求

已知點至少3個以上，且能控制整個線路范圍，符合測量中長邊控制短邊的要求；作為正常高擬合計算的已知點能包圍整個測區(qū)且分布均。

（二）施工測量前對已知點進行檢驗

使用網(wǎng)絡RTK進行施工測量作業(yè)前，先測量已知點檢驗測量成果的可靠性和精度，一方面可以檢驗觀測精度，另一方面也可以檢驗坐標轉換精度和正常高計算精度。

（三）對衛(wèi)星的要求

衛(wèi)星數(shù)越多，分布越均勻，則PDOP值就越小，一般要求接收衛(wèi)星數(shù)保持5顆或5顆以上，且PDOP小于6時，才進行網(wǎng)絡RTK測量。

（四）觀測時間和觀測方法

精度穩(wěn)定才能開始觀測，一搬在初始化后等3.5秒精度就可趨于穩(wěn)定，在測量精度要求較高時，觀測時應使用腳架固定移動站的天線，進行嚴格的對中、整平，并根據(jù)實際要求多次觀測，取其平均值作為最終結果。

四、結論

比較傳統(tǒng)RTK技術來，網(wǎng)絡RTK技術克服了隨著作業(yè)半徑的增大精度和可靠性降低的作業(yè)瓶頸。成功的將網(wǎng)絡RTK測量技術應用于公路施工測量，可發(fā)揮其單站控制范圍廣、操作便捷、無誤差積累的特性，對公路施工測量的作業(yè)方法產生了重大改變，極大地提高了測量的精度和速度，在公路施工測量方面有著廣闊的應用前景。

但因網(wǎng)絡RTK測量技術尚未成熟，在施工放樣過程中仍會出現(xiàn)一些不穩(wěn)定現(xiàn)象，在使用過程中應盡可能的通過多聯(lián)測測區(qū)內的控制點、選擇最佳觀測時段、多次觀測取平均值等方法來提高測量精度。