RTK結合可編程計算器實現路塹開挖線放樣

焦健

摘 要：GPS實時動態測量簡稱RTK，它是集計算機技術、數字通訊技術、無線電技術和GPS測量定位技術為一體的組合系統，它能夠實時地提供測站點厘米級的三維定位結果，速度快、精度高。首先利用RTK獲取實時測站點三維坐標，然后將坐標數據輸入CASIO可編程計算器編寫好的程序中，通過程序計算實現路塹開挖線的放樣。

關鍵詞：RTK；路塹開挖線；放樣；程序

一、RTK技術簡介

從專業化角度出發，RTK屬于實時性以及動態性的測量技術，該系統主要包括基站、多個流動站與無線電通訊。具體來說，RTK技術存在諸多優勢，分別為無誤差累計、工作效率相對較高、能夠實現全天候的工作、自動化程度較高、集成化程度較高、定位精確、具有強大的測繪功能、具體操作流程簡單以及數據處理能力相對較強。

二、利用CASIO可編程計算器實現路塹開挖線放樣

之前路塹開挖線的實際放樣工作中，往往會采用相對落后的儀器設備以及操作方法，而且在操作期間必須要借助數學用表、計算尺、曲線用表以及計算盤等工具確保測量工作的順利完成。

而計算器的研發，在一定程度上改變了該局面，傳統形式的路塹開挖線具體測設方法已經被規范化的極坐標法取代，然而進行大量計算時，只能借助已經計算好的高程與坐標資料實施外業測量，在機動性方面較差，且現場查找往往不方便。一般情況，以上問題都可以借助CASIO系列的可編程計算器進行徹底解決。

三、內業程序編寫

本文以最簡單的道路線型為例，即“直線—圓曲線—直線“，利用卡西歐fx-5800p可編程計算器實現路塹開挖線程序的編寫。主程序主要用來計算未知點的道路樁號、開挖點位置到路面的垂直高度、開挖點到未知點的水平距離，子程序用來計算未知點開挖位置的設計標高。

（一）資料準備

通過研究路塹開挖設計圖紙，獲取道路縱斷面線數據信息，包括各段道路的坡度Ii及變坡點樁號Zi（見圖一）道路平面曲線要素，包括直圓點坐標（X，Y）、圓直點坐標（M，N）、直圓點樁號K[ 1 ]、圓直點樁號K[ 2 ]、本段直線終點樁號K[ 3 ]、圓曲線的圓心坐標（O，P）及半徑R、圓心至直圓點方位角E、圓心至圓直點方位角F、直線段方位角Q（見圖二）。將道路要素匯總到excel表格中，方便查找及使用（見表一）。

（二）子程序編寫

以圖一中縱斷面線為例，將線段依不同坡度分為三段，坡度分別為i1、i2、i3，邊坡點樁號分別為L1、L2，道路起點設計標高為H0，某一任意點D的樁號為K，設計標高為H。

若該任意點在第一段范圍：H=H0+Ktani1；

若該任意點在第二段范圍：H=H0+L1tani1+（K-L1）tani2；

若該任意點在第三段范圍：H=H0+L1tani1+（L2-L1）tani2+（K-L2）tani3。

將公式編輯到卡西歐fx-5800p計算器中，實現程序，并對程序進行檢測驗證，確保其計算準確。

（三）主程序編寫

以圖二中設計平面圖為例，將圓曲線以及之后的直線作為一個單元，對其進行編程。假設該設計線附近的任意一點D，通過GPS獲取的該點三維坐標（X，Y，Z），通過設計圖獲得相關數據信息包括：圓直點坐標（M，N）、直圓點樁號K[ 1 ]、圓直點樁號K[ 2 ]、直線終點樁號K[ 3 ]、圓曲線的圓心坐標（O，P）及半徑R、圓心至直圓點方位角E、圓心至圓直點方位角F、直線段方位角Q、邊坡開挖坡比W。通過CASIO可編程計算機內置程序Pol（X-O，X-P），獲得任意點D到圓曲線圓心的距離I以及方位角J，根據方位角J可判斷D點位于哪段線型，圓曲線及直線分別利用不同的計算規則，當EF且D點樁號K