道路測量中RTK技術的應用與實現

摘 要：公路道路測量精度問題一直是困擾我國道路工程施工的重要因素，傳統測量技術無法實現實時測量，造成道路測量誤差較大，嚴重影響了后續道路建設工作。RTK技術的應用有效地彌補了此方面不足，其厘米級精度完全能夠滿足當前我國公路測量所需，在我國道路測量工作中得到了廣泛應用。為了進一步探究RTK技術在道路測量中的應用價值，本次研究針對RTK技術應用與實現展開了深入研究。

關鍵詞：公路道路；測量精度；RTK技術；實時測量；厘米級

目前在我國公路道路施工中，RTK技術由于具有厘米級測量精度及實時測量效率而被廣泛應用在了道路工程施工準備階段，對整體工程建設起到了重要的推動作用。為了能夠詳細了解RTK技術在道路測量中的運行原理，下文對其應用與實現進行詳細分析并對其未來發展趨勢做出了展望，以此來為RTK技術進一步完善改進提供借鑒參考。

1 RTK技術概述

1.1 RTK技術概念

RTK（Real Time Kinematic）實時動態測量系統，是一種將計算機技術、數字通訊技術、無線電技術及測量定位技術融為一體的高效測量組合系統。

1.2 RTK系統設計要求

1.2.1 硬件要求。RTK技術對硬件設備的要求相對較高。根據當前我國不同地區道路測量工作中RTK技術硬件配置標準分析后，文章得出了RTK技術對硬件配置的最低要求為：可用于裝配的無線電信號接收裝置、相應的數據鏈、供電設備。為了實現實時測量及數據傳輸，還需要配備無線數字通信系統。關于無線數字通訊系統，文章在總結了測量工作中所出現問題后，認為，該無線數字通訊系統應當滿足以下兩個條件：（1）信號抗干擾能力強。由于道路測量工作環境較差，受到各種自然因素，如：大霧、風沙、高山等阻擋，信號穩定性容易受到影響，繼而干擾RTK技術應用。因此，無線數字通訊系統必須要具有較強的信號抗干擾能力。（2）數據傳輸通道暢通。數據傳輸使用的通訊信道不應該與其他系統功用相混淆，以避免不同信道信息傳輸過程中相互干擾。因此，在道路測量工作中必須要保證通訊信道的暢通。

1.2.2 軟件要求。RTK技術在道路測量工作中需要不間斷的接收實時流動站提供的三維坐標定位結果并將其進行快速轉換，以實現測量結果實時呈現的目的。因此，RTK技術在實際應用過程中需要具備更加優異的軟件系統來支持整個技術應用過程。隨著科學技術及計算機網絡技術快速發展，電子設備更新換代周期明顯縮短，在軟件系統應用中也需要預留出相應二次開發或軟件升級空間，以實現整個系統能夠緊隨時代發展，做到快速更新。

1.2.3 數據處理。RTK技術數據處理問題不僅是困擾我國道路測量工作的難題，在世界的范圍內也是一個控制器保持實時狀態的未知技術難題。在深入研究之后，文章得出了RTK技術數據處理核心問題之所在——整周未知數的求解工作[2]。在道路測量工作中，為了能夠對收集的數據進行仔細分析鑒別，RTK技術數據處理通常都會對整個圓周進行實施搜索。此過程中將會使用模糊函數法、優化分解法這兩個實際工作中最常被用到的數據搜索方法來對未知數據進行搜索。

2 道路測量中RTK技術的應用與實現分析

2.1 工程放樣測量應用與實現

工程放樣是進行實地測量的首要步驟，也是當前測量重點所在。由于放樣位置與工程整體質量有著直接的關聯性，因此在放樣控制點、坐標轉換參數及坐標系等幾方面求解措施就顯得尤為重要。首先道路測量人員需要將放樣點自身的坐標、線、各個樁號等信息參數錄入到掌上電腦的RTK技術資料庫中。之后另選擇一個相對地勢較高、附近空曠、受建筑物及自然因素影響較小的已知地點來進行基準站架設工作。在架設過程中需要保證無線數字通信系統能夠同時接收到至少5顆以上的衛星信號，以此來保證RTK技術數據鏈運轉的正常與高效性。在相關測量人員已經完成了流動站測量工作之后，便可以啟動運行RTK系統，當程序初始化完成之后即可以開展道路測量數據分析工作。從RTK技術資料庫中提取出事先存儲的預置坐標等資料，利用圖形化方式將各個坐標點進行連接架構，使之完全顯示在操作者面前。在圖形展現過程中需要不斷對測量點位所呈現出的精度水平進行調整，當測量精度與道路測量預期值相一致時，即可以結束放樣測量工作。在此過程中單人即可完成所有的放樣點位設置、數據傳輸、運算處理、圖形架構等一系列工作，節約了工程測量過程中人力、物力資源投入，為工程施工提供了更為直觀的數據。RTK技術尤為適用地形復雜的地區道路測量工作中，能夠顯著提高測量工作效率，是當前道路測量必不可少的測量手段。

2.2 定位測量應用與實現

2.2.1 動態定位測量。動態定位測量是整個道路測量數據全面性、具體性的重要保障，在實際工作執行過程中一般需要測量者在某個放樣控制點位保持靜態幾分鐘時間，以避免系統初始化所導致的采樣數據丟失現象發生。當整個RTK系統正常啟動后，動態定位測量工作即可以按照事先預定的時間間隔及點位測量順序來開展觀測工作。測量過程中每個動態測量點位數據信息可以通過便攜設備及時傳輸至系統終端進行綜合匯總，并依據系統內部預先設計的運算模型來分析數據是否符合本次測量工作要求。如果測量人員測量收集的數據信息與實際測量工作存在較大偏差，則系統自動向現場測量人員發出警示，及時告知測量數據是在哪個環節、哪組數據出現異常，以方便及時糾正，確保整個測量工作能夠收獲真實準確的實地數據。由于RTK技術配備了無線數字通信系統，能夠實現信息實時傳輸及共享，基準站也能夠得到即時信息，實現了設備間數據轉換一致性[3]。

2.2.2 三維坐標解算。RTK技術所配備的無線電信號接收裝置能夠同時接收來自于衛星傳輸與基準站共享的相關信息，并且能夠利用自身數據處理程序進行三維坐標解算。目前三維坐標解算方法主要有：基于泰勒級數展開方法和基于羅德里格矩陣方法兩種，RTK技術在綜合驗證了兩種結算方法利弊后使用了基于羅德里格矩陣方法，在大角度測量坐標轉換中更能得出精確結果。當所得出的解算結果并無明顯變化，相關數值趨于一個穩定值后，即為道路測量的最終精度值。相較于傳統測量方法，RTK技術受到外界客觀因素影響明顯較低，能夠確保道路測量所得到的數值符合實際，起到了事半功倍的作用[4]。

2.2.3 控制測量應用與實現。根據我國頒布實施的控制測量規范內容之規定，Ⅰ級導線點點位誤差>±5cm，而實際道路測量工作中RTK技術20km以內控制點位測量的平面精度誤差為±3cm，無論是從理論上還是實踐研究上RTK技術均能夠滿足道路測量Ⅰ級以下導線點的測量精度要求[5]。

3 RTK技術展望

隨著我國北斗衛星導航系統的逐步完善，在衛星定位領域我國已經具有了與GPS導航系統一較高下的實力，其測控精度已經逐漸接近GPS衛星定位精度，但是使用價格卻明顯低于GPS。將北斗導航系統應用在RTK技術中，不僅能夠為道路測量工作提供更多便利，也可以降低不必要成本支出，提高工作效率，發展前景極其廣闊。RTK技術+北斗導航技術的應用與實現將會在我國道路測量工作中發揮更加顯著的推動作用。

4 結束語

綜上所述，RTK技術應用到公路道路測量工作中，能夠顯著提高測量精度，且具有全天候作業的能力，直接推動了我國道路工程建設工作發展進程，具有重要的應用價值。但是在實際測量工作中也需要注意細節的處理，避免操作失誤所帶來的定位誤差超過規范要求，從而影響道路工程施工，以為測量體系發展做出更大的貢獻。

參考文獻

[1]楊志華.RTK技術在道路測量中的應用[J].成功（教育），2013（12）.

[2]司巖.淺析GPS-RTK技術在道路測量中的應用[J].科技與企業，2014（12）.

[3]張京禮，李華.GPS-RTK技術在道路測量中的應用[J].交通科技與經濟，2010（12）.

作者簡介：張占全（1983-），男，滄州雙盛公路工程咨詢有限公司，主要從事公路與橋梁設計工作，本科學歷，土木工程（道路與橋梁方向）專業。