公路外業(yè)測量中GPS RTK測量技術(shù)的應(yīng)用探究

【摘要】在公路工程建設(shè)中，外業(yè)測量工作是非常關(guān)鍵的，可以為工程的設(shè)計(jì)和施工提供相應(yīng)的指導(dǎo)和參考，確保施工質(zhì)量和施工效率。在公路外業(yè)測量中，GPS技術(shù)是一種應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)形式，取得了非常顯著的成效，同時(shí)也具有廣闊的發(fā)展前景，尤其是RTK技術(shù)的開發(fā)，進(jìn)一步提高了公路外業(yè)測量工作的效率。本文結(jié)合GPS RTK技術(shù)的原理和優(yōu)點(diǎn)，對其在公路外業(yè)測量中的應(yīng)用進(jìn)行了探討和研究。

【關(guān)鍵詞】公路；外業(yè)測量；GPS RTK ；應(yīng)用

前言：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國的公路交通運(yùn)輸事業(yè)得到了迅猛發(fā)展，公路工程的數(shù)量不斷增加，對于工程測量技術(shù)也提出了更高的要求，不僅需要具備良好的測量精度，更需要提升測量工作的效率。GPS RTK測量技術(shù)在對施工控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)時(shí)，具有高精度、實(shí)時(shí)性、靈活性等特點(diǎn)，在公路外業(yè)測量中發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用，能夠有效減輕外業(yè)測量的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高測量效率，因此受到了工程測量人員的關(guān)注。

1、GPS RTK技術(shù)的原理與優(yōu)點(diǎn)

RTK是對Real Time Kinematic的簡稱，指實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制，是一種新的GPS測量方法，其測量精度同樣能夠達(dá)到厘米級。不過，與傳統(tǒng)靜態(tài)測量需要進(jìn)行事后解算不同的是，RTK可以在外業(yè)測量中，直接得到厘米級的定位精度。GPS RTK測量技術(shù)是對傳統(tǒng)GPS技術(shù)的一種突破和拓展，由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，在進(jìn)行外業(yè)測量中，結(jié)合具體的情況，選擇一個(gè)具備較高精度的控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的GPS接收設(shè)備，對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，然后在流動(dòng)站接收到衛(wèi)星信號的同時(shí)，將其對基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，利用相對定位的原理，顯示出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)以及測量精度，減少不必要的冗余觀測，從而提高測量效率。與原本的GPS測量技術(shù)相比，RTK技術(shù)不僅保留了其所有的功能，還可以實(shí)現(xiàn)后處理定位與實(shí)時(shí)定位的同時(shí)進(jìn)行，因此具有非常顯著的優(yōu)勢。

與常規(guī)的外業(yè)測量技術(shù)相比，GPS RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：一是不會(huì)受到通視條件的限制，可以實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè)；二是數(shù)據(jù)的采集是在基礎(chǔ)點(diǎn)上進(jìn)行的，在進(jìn)行全站儀測量時(shí)，不需要考慮對導(dǎo)線圖根控制測量的各種要求，能夠節(jié)約測量時(shí)間；三是成果精度分布相對均勻，不容易出現(xiàn)誤差的積累[1]。

2、GPS RTK測量技術(shù)在公路外業(yè)測量中的應(yīng)用

2.1工程概況

某公路工程屬于城際高速公路的配套道路，承擔(dān)著聯(lián)系高速公路沿線各個(gè)縣市的任務(wù)，同時(shí)可以作為高速公路集疏交通。該公路屬于二級公路，全長約46.25km。在對公路工程進(jìn)行外業(yè)測量時(shí)，采用GPS RTK測量技術(shù)，平面系統(tǒng)采用1980西安坐標(biāo)系，設(shè)置55個(gè)控制點(diǎn)，高程系統(tǒng)則采用1985國家高程基準(zhǔn)。

2.2外業(yè)準(zhǔn)備

一方面，應(yīng)該了解項(xiàng)目的大致情況，結(jié)合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)劃方案，對其所處的地理位置、平面坐標(biāo)系統(tǒng)、測量范圍等進(jìn)行熟悉，明確測量等級以及精度要求。同時(shí)，需要把握測區(qū)范圍內(nèi)的交通狀況、地質(zhì)水文以及氣象條件等，做好測量規(guī)劃工作；另一方面，需要對資料進(jìn)行收集，包括測繪資料和輔助資料，通過資料的整理，對外業(yè)測量的任務(wù)、目標(biāo)等進(jìn)行明確，確保各項(xiàng)工作的規(guī)范進(jìn)行。

2.3參數(shù)設(shè)置

在應(yīng)用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行外業(yè)測量工作時(shí)，會(huì)涉及大量的參數(shù)，如橢球扁率、橢球長半軸、投影比率等，這些參數(shù)的設(shè)置直接影響著測量結(jié)果的精度，需要測量人員的重視。通常來講，對于GPS RTK技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)，可以采用兩種不同的方法，一是利用測繪公司提供的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換參數(shù)，直接將其輸入到設(shè)備中；二是將全部或者一部分控制點(diǎn)的參數(shù)輸入到設(shè)備中，通過計(jì)算的方式，得到需要的三參數(shù)或者七參數(shù)。在對控制點(diǎn)進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該確保其均勻分布于測區(qū)內(nèi)，控制點(diǎn)的數(shù)量至少需要5個(gè)，在不影響工作效率的前提下，越多越好，實(shí)現(xiàn)對于測區(qū)的全面覆蓋[2]。

2.4儀器架設(shè)

在進(jìn)行測量工作前，應(yīng)該首先在測量區(qū)域內(nèi)，選擇一個(gè)視野開闊、基礎(chǔ)穩(wěn)固的位置，對RTK基準(zhǔn)站和流動(dòng)站進(jìn)行架設(shè)和安裝，確保設(shè)備的穩(wěn)固性，不會(huì)出現(xiàn)隨意移動(dòng)的情況。然后，打開手薄，選擇相應(yīng)的工作模式，對衛(wèi)星進(jìn)行搜索，對差分信號進(jìn)行查看，對已經(jīng)預(yù)先導(dǎo)入到手薄中的控制點(diǎn)及公路路線等進(jìn)行整理。待找出固定解之后，結(jié)合距離基準(zhǔn)站最近的已知控制點(diǎn)，對坐標(biāo)進(jìn)行校正。

2.5數(shù)據(jù)采集

對坐標(biāo)進(jìn)行校正后，就可以開始進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)的采集工作，基本上，只要能夠滿足GPS RTK作業(yè)的要求，流動(dòng)站到達(dá)的所有待測點(diǎn)的定位精度都可以精確到厘米級，同時(shí)可以對測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、存儲和傳輸。在該工程中，需要根據(jù)RTK手薄中輸入的公路緯地文件，對路線中樁進(jìn)行實(shí)地放樣，然后對放樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和保存，采集的內(nèi)容應(yīng)該包括點(diǎn)位的高程值和坐標(biāo)值。

2.6設(shè)備移動(dòng)

利用GPS RTK技術(shù)進(jìn)行測量時(shí)，差分信號是通過電磁波的方式進(jìn)行傳播，覆蓋范圍可以達(dá)到15-30km，不過可能會(huì)受到山峰、樹木等的影響，導(dǎo)致信號無法有效接收。在這種情況下，就需要對基準(zhǔn)站進(jìn)行搬遷，將設(shè)備移動(dòng)到合適的地方，重新進(jìn)行架設(shè)安裝和測量。

2.7數(shù)據(jù)處理

在公路外業(yè)測量中，經(jīng)常需要對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、修改、儲存和刪除等操作，通過GPS RTK技術(shù)與專業(yè)公路測量軟件的相互結(jié)合，設(shè)置在RTK手薄中，可以直接利用手薄完成上述數(shù)據(jù)處理的操作，同時(shí)結(jié)合格式轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享[3]。

結(jié)語：

總而言之，在公路工程建設(shè)中，外業(yè)測量是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，對于測量的精度和效率有著較高的要求。GPS RTK測量技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，能夠在充分保證測量精度的基礎(chǔ)上，提高工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也因此得到了公路測量人員的重視和推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊祖振.GPS RTK測量技術(shù)在公路外業(yè)測量中的應(yīng)用[J].西部交通科技，2013，（2）：24-28.

[2]彭家頔，張煜.GPS RTK技術(shù)在公路工程測量中的應(yīng)用研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42（1）：54-56.

[3]張建，彭施朝，李明.GPS RTK測量技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用[J].企業(yè)改革與管理，2014，（3X）：152.