道路施工測量中GPS RTK 技術應用探析

楊建民

(山西省陽泉公路分局，山西 陽泉045000)

相比其他技術，GPS RTK 因為自身的優勢，對常規地面測量技術無法解決的難題都能夠妥善的處理。很明顯，現階段的GPS RTK 技術開辟了一種全新的、高效的測量模式來服務公路工程測量，并且也取得了滿意的效果。

1 GPS RTK 定位原理、優點

1.1 工作原理

基于載波相位觀測值，GPS RTK 開展實時的動態定位。GPS RTK 的定位主要包含了基準站和流動站兩部分。基準站一半會考慮地勢高、視野開闊的控制點，主要是連續的跟蹤與觀測GPS 衛星，然后通過數據鏈，就可以將基準站信息和載波觀測數據傳遞給流動站。流動站不僅可以利用數據鏈來接收從基準站發出來的數據，同時也可以進行GPS 的觀測數據采集，并實時的處理系統內部的差分觀測值，然后通過厘米級定位結果。

1.2 主要優點

(1)控制測量工作量大幅度減少。地面常規測量，一般都是先控制然后碎部處理，先做好控制網的逐級布設，然后在通過控制點來測量碎步。利用GPS RTK 技術可以將個別復雜的分級控制測量工作剔除，只需要建立基準站，設置少量控制點就能符合要求。

(2)全天候作業。無論何時何地，只要有4 顆以上的GPS 衛星信號接收，并符合幾何圖形要求，就可以開展作業。按照實際的精度要求，做好衛星數量的設置。不斷地實踐證明:越好的觀測條件，利用雙頻接收機觀測2 ～5 s，就可以得到定位數據結果，不會積累測量誤差，外業返工率得到有效的控制。

(3)直觀的觀測過程。在測量定位放樣中利用GPS RTK，通過接受機的測量控制器，就可以有效的控制整個測量過程，也可以做好坐標的精度定位，這是常規測量無法滿足要求的。

(4)在測量植被茂密、地形起伏大的區域時，GPS RTK 就可以很好第解決通視不便以及通行受阻等難題。

(5)不需要太多的測量人員。在GPS RTK 作業中，只需要一臺基準站就可以滿足多個流動站的要求，一般來說，一個操作人員來操作流動站的測量控制器即可。

1.3 數據處理

1.3.1 整周未知數搜索技術

對于GPS RTK 的數據處理，需要在實時狀態的控制器中才可以進行，其原理需要按照最小的二乘原理序貫遞進法來實施，利用這一種方法可以確保歷史觀測值的精確性，其工作的核心關鍵點在于初始整周未知數的觀測，在一般的情況下，整周未知數快速逼近法、消去法和模糊度函數法是最常使用的，考慮到整周未知數快速逼近法能夠對觀測值進行自動的追加，以此來對檢驗的可靠性進行驗證。所以，這樣的應用也就更為廣泛。

1.3.2 坐標變換法

在整周未知數確定之后，基線的向量解就可以通過觀測方程來加以確定，之后，再利用坐標的變換法，就可以將所需要的數值求出來［2］。

2 公路測量中GPS RTK 技術的應用

在現階段的公路測量中，一般指的是施工放樣階段和勘測設計階段。因為公路測量會涉及到復雜的地形地物和線路長等問題，因此，對其測量造成了一定難度。在公路測量中利用GPS RTK 技術，憑借其勞動強度小、靈活機動性高、生產率高等優勢，就可以很好地發揮其作用。

2.1 繪制大比例尺地形圖

在對高等級公路進行選線中，一般是在1 ∶1000 或者是1 ∶2000 的帶狀地形圖上進行選擇的。利用GPS RTK 測量技術，沿著公路，在每一個碎部點上只需要停留短暫的一到兩分鐘，就可以將每一個點的三維坐標獲取，結合屬性信息以及輸入點的特征編碼，也可以將所有碎部點的帶狀地形圖數據獲取。之后再利用繪圖軟件將其制作成圖。這樣的方法需要輸入屬性信息，做好碎部點三維坐標的采集，不僅速度快，還能滿足省力省時的要求，測圖難度得到最大限度的降低。

2.2 道路縱橫斷面放樣，計算土石方

進行橫斷面與縱斷面的放樣，需要在電子手薄中輸入放樣數據，之后再生成一個預備的放樣點施工文件，然后將其儲存，以便現場測量可以隨時使用。在橫斷面的放樣過程中，需要將橫斷面的作業形式確定，是半挖半填，還是挖或者是填，之后在電子手薄之中輸入橫斷面設計，也生成相應的預放樣文件，如路肩寬度、邊坡坡度等，將其儲存，方便現場的測量放樣使用。此外，通過地面線與軟件的自動銜接，就可以將“載帽”工作順利進行下去，然后利用斷面法，就可以計算填挖的土方量。利用繪圖軟件，也可以將各個沿線的縱斷面和橫斷面圖繪制出來。

2.3 道路中線放樣

在放樣處理中，需要現將各個主控點的樁號輸入進去，然后將起點和終點的直線段與緩和曲線距離、方位角以及圓曲線半徑輸入，就可以輕松地開展放樣處理，而GPS 電子手簿就可以很好第完成這一系列工作。另外，在曲線段加樁和直線段，需要有樁號的添加，其余的工作由GPS 完成即可。

3 放樣過程中GPS RTK 應用注意事項

第一，在測量過程中盡量不要使用對講機。第二，城區最好不選擇GPS RTK 測量，這是因為城區存在大量的粗差結果。第三，在測站的500 m 范圍之內不能設置無線電定向發射臺、TV 機發射臺、航空導航雷達裝置。第四，等待初始化完畢后，在檢查與失鎖之后，如果具備條件，可以檢查前一個點，如條件不允許，需要進行兩次的初始化，如果差值無法滿足要求，則需要采取相應的操作。第五，在地形開闊或者是沒有反射面的地方建立參考站。第六，為了避免軌道誤差的出現，流動站應該保持與參考占10 km 范圍內的距離。第七，在高程中，GPS RTK 精度要明顯低于水平精度。

4 結 語

隨著現代化信息技術的不斷發展，各種精密的、特殊的、復雜的工程建設都開始運用GPS RTK 技術，正是因為其具備輕便靈活、高精度、實時性的優勢，在測量工作中得到了廣泛的應用。相信，在未來的公路測量，甚至是建筑施工測量中，GPS RTK 技術的運用必定會越來越廣泛。

［1］韓棚舉，王經國.GPS RTK 測量技術在公路工程測量中的優勢［J］.科技視界，2013，(5):84 +102.

［2］魯勇波.淺談GPS RTK 技術在公路測量中的應用［J］.廣東科技，2010，(10):175－176.

［3］裴德夫，李猷. GPS RTK 技術及在工程測量中的應用［J］.黑龍江科技信息，2010，(28):38 +37.