淺論公路工程測量中GNSS-RTK技術的應用

1 GNSS-RTK技術的作業原理

GNSS—RTK技術系統中關于用戶的部分主要有:數據鏈、流動站和基準站。其作業原理是:基準站接收機架設在已知或未知坐標的參考點上，連續接收所有可視GNSS衛星信號，基準站將測量的站點坐標、載波相位觀測值、接收機工作狀態、偽距觀測值、衛星跟蹤狀態等情況借助無線數據鏈傳送到流動站，然后流動站進入初始化狀態，搜索求解整周未知數，最后進入動態作業。流動站接收基準站傳入的數據，并且同步觀測采集GNSS衛星載波相位數據，通過系統內差分處理求解載波相位整周模糊度，根據基準站和流動站的相關性，得出流動站的平面坐標X、Y和高程H。

2 公路測量中的GNSS測量技術

公路工程測量向縱向延伸，且比較長，而橫向延伸比較窄。現階段，用于公路測量的技術主要有:遙感測量技術、GNSS技術、光電測量技術等，并且這些發展得非常成熟，特別是GNSS技術。下文將對公路測量中的GNSS測量技術進行論述。

2.1 公路控制測量

公路測量中傳統的控制網采用導線形式的布設方法，其精度直接受點分布、所用儀器設備、導線長度的影響。而若工程測量中采用GNSS技術，則控制網只與GNSS衛星的分布、處理基線的情況、衛星的觀測時間、質量相關。所以，控制網的點位分布沒有固定的地點。因此，需要對施工現場的放樣儀器—全站儀進行考慮，同時對點位之間的通視進行考慮，這樣施工放樣會更加簡潔。然后在對工程的精度需要、專業的技術人員、經費成本和現有的儀器設備進行考慮，從而恰當準確的布設GNSS控制網。

GNSS控制網點在野外進行埋設，埋設完成之后，接下來就是觀測GNSS控制網，而對于野外作業通常運用GNSS載波相位靜態相對定位測量。而如果是重點、特大工程項目，則采用現場試驗的觀測方法。然后是選擇合適的控制網觀測方法，主要依據于衛星的數量、星歷分析、衛星信號的質量、現場信號的干擾情況等等。處理野外作業數據前，需要對各個控制點觀測衛星時衛星的信號質量進行檢查，如果發現存在質量較差點的衛星，在處理數據前需要對其進行重點查看，倘若基線不達標則需要重新測量或是補測，如若不然會降低整個GNSS控制網的精度。所以說，對GNSS控制網的數據進行處理，同樣是一個重要的環節。

2.2 繪制大比例帶狀地形圖

大比例尺(1∶1000或1∶2000)帶狀地形圖，是高等級公路選線、設計的基礎，所以，必須為設計人員準備精度高的數字帶狀地形圖。采用傳統的測圖方法，需要首先建立控制，其次測量碎部，最后，繪制成比例尺大的地形圖，這一過程需要大量的工作時間。繪制線路帶狀地形圖，運用GNSS-RTK技術采集碎部點數據，這樣不用建立圖根控制，只需在碎部點上停留一兩分鐘，或是更少僅需幾秒鐘，就能得到關于該點坐標和高程的數據。采集速度快，大大降低了測圖的難度，既省時又省力。

2.3 中線測量

中線測量時工程測量中的重要環節，是指測設直線和曲線，在現場明確標出道路中心線的平面位置，并測量工程的實際里程。中線測量為測繪平面圖和宗、橫斷面圖提供依據，同時是公路設計、施工和其他公路的依據。首先是設計人員對帶狀地形圖上的中線進行設計，然后設計路線中的起點、轉點和終點的坐標，并將其在地面上標注出來。采用GNSS技術，將中樁點坐標輸入電子手簿中即可，接下來軟件會放樣點的點位進行自動定位。點測量獨自完成，因此，不會出現累計誤差，同時各點的放樣精度基本一樣。高等級公路路線主要包括直線、圓曲線和緩和曲線。因此，放樣時，只需輸入各主控點樁號、起終點的方位角、直線段與緩和曲線的距離、圓曲線的半徑即可，接下來就能輕松的進行放樣。

2.4 道路的縱橫斷面放樣測量和土石方計算

縱橫斷面放樣時、先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中，生成一個施工預放樣點的文件，并儲存起來，隨時可以到現場測量所用;橫斷面放樣時，先確定橫斷面作業形式(挖、填、半挖半填)，然后把橫斷面設計有關數據輸入電子手簿中(邊坡坡度、路肩寬度、設計高)也生成一個施工預放樣文件，儲存起來，并隨時到現場測量放樣。還可利用軟件自動與地面線銜接進行所謂的“載帽”工作，并利用“斷面法”計算填挖土方量。利用繪圖軟件可以測繪出各點的橫斷面圖和沿線的縱斷面圖。加之所利用的數據都是測繪地圖時采集得到的，因此，不需要到現場對橫、縱斷面進行測量，這樣大大降低了工作量，并且必要的話，可以采用動態的GNSS技術到現場檢驗復合，與傳統方法相比，該方法既經濟又容易實現。

2.5 施工測量

利用GNSS-RTK測量技術進行工程施工放樣，GNSS定位平面精度一般能達到2-3cm，高面測量精度要低點，但完全能夠滿足前期的測量放樣工作，因此，對于等級要求不高的公路，其現場施工的測量放樣可以采用GNSS—RTK技術。對于高程精度要求較高的公路施工測量放樣，平面位置采用GNSS-RTK定點，利用水準測量方法測定高程。

GNSS-RTK對于工程的放樣定位，其優點是:速度快、定位精準、精度穩定等等，因此，在公路放樣定位中，需要獲得的精度信息進行點位放樣。GNSS技術用于公路施工測量時，不僅具=具備良好的硬件，而且可選擇豐富的軟件。施工中關于點、線、面和坡度的放樣都非常便捷。

3 結束語

總之，GNSS-RTK技術運用于公路測量，標志著公路的作業手法和測量手段發生了巨大的變革，使測量的工作效率和測點的精度大大提升，極大的促進了工程建設的進度及質量。但是在實際應用中仍然受到某些限制因素的影響，不利于工作的有效開展，但相信隨著科技的發展，將會對GNSS-RTK技術進行不斷優化與改善。

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