RTK在道路測量中的操作及應用研究

劉國輝 黃偉康 譚志

摘要：我國幅員遼闊，道路跨度大、分布廣，所處區域不同，道路的設計要求以及標準也不一樣。山地丘陵地區由于自身復雜的地形地貌特征和氣候環境，給道路的測量工作帶來一定的困難。隨著GPS通信技術的不斷完善和發展，GPS-RTK技術已被應用到道路工程測量中。應用GPS-RTK技術可以完美實現內外業同步測量，精度高、效果好，具有很好的前景。

關鍵詞：RTK;道路測量;操作;應用

道路的測量工作是一項漫長的工作，在方案階段要經歷初測與定測階段，在實施階段主要應用于施工測量以及竣工測量階段。傳統測量方法要進行導線測量、高程測量以及水準測量，最后還要開展縱斷面及橫斷面的繪制工作。采用全站儀及測圖軟件進行測量，需要在測站上對每個地物地貌的碎部點進行測定，而且還必須確保測站與這些碎部點可以通視，且每臺儀器需要3～4個人來配合操作，當進行數據處理時一點拼圖的精度不足，還必須進行返測。常規的測量方法受到作業條件的限制很大，而且工作強度大、工作效率低。利用實時差分定位（real-timekinematic，RTK）測量技術進行道路測量時，可以略去通視工作，在確保高精確度的同時，還兼具有實時性與高效性，只要能夠保持4～5顆以上衛星相對觀測值的跟蹤，就能夠得到很好的測量結果。基于其特點與優勢，RTK測量技術在道路測量中的應用越來越廣泛。

1.RTK測量技術簡介

1.1RTK系統的組成

RTK是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，是一種可全天候、全方位進行測量工作的新型系統，是能夠實時準確的確定近距離待測點位置的最佳方式之一。其主要由三大部分組成，即基準站接收機、數據鏈以及移動站接收機。通過已數據鏈為載體，將基準站的相位觀測數據和坐標信息發送給動態用戶，動態用戶將基準站的數據和自己采集到的相位觀測數據進行實時差分處理，進而得到其自身的實時三維位置。

1.2RTK技術的優勢

相比于傳統的測量方法，RTK具有以下幾方面的技術優勢：

1.2.1自動化程度高

GPS-RTK技術應用可減少在室外的工作時間，同時降低勞動量。采用GPS-RTK接收機進行道路測量時，只需在測點上安裝天線，主機安裝在室內，通過通訊電線進行連接，接通電源開啟，接收機即可開始工作。道路檢測完畢后關閉電源，收回接收機，即可完成道路測量任務，實現了自動化GPS測量和計算。

1.2.2觀察速度快

采用接收機進行靜態相對定為時，數據采集時間1h就可以得到基線向量，同時精度較高。當采用快速定為軟件時，采用雙頻接收機僅需5min即可采集信息。采用單頻接收機也只需15min就可以接受信息，且精度相同。

1.2.3定位精度高

GPS-RTK技術采用的軟件往往比較精良，可在15km范圍內達到厘米級的相對精度，同時在幾十公里到幾千公里范圍內精度達到10-7～10-8級。

1.2.4成本低、效益高

采用GPS-RTK技術進行道路測量時，相比于其他傳統道路檢測技術可降低70%～85%的野外作用成本。GPS-RTK技術不需過多的野外作業，也不用設置測站標識，大幅度降低了施工成本。GPS-RTK技術施工快捷，可縮短施工周期，具有較好的經濟效益。

2.RTK技術在道路測量中的應用

2.1測量前的準備工作

2.1.1內業數據準備

在進行測量工作之前，提前根據外業工作的需求在外業坐標庫中將要素資料數據進行輸入操作，包括終點坐標、起點坐標以及折點坐標等。在直線段，每隔20m放一個點，曲線段則每隔10m放一個點，必要時可提高放點的密度。在加入點時要考慮到外業測量的可操作性，以方便外業調用，提高工作效率。

2.1.2基準站選定

基準站的選定要考慮以下幾點需求：

（1）滿足GPS靜態觀測條件。

（2）設置在道路中線放樣范圍以內，且地勢較高的制高點上。

（3）周邊無磁場的影響。

（4）確保作業區域不超過校正點范圍。

2.1.3外業操作

應將基準站接收機設置在未知點或者已知基準點上，開機之后進行系統及無線電設置工作。流動站接收機開機之后要進行系統設置，輸入轉換參數，通過校正點來獲得其所在位置的坐標參數。

2.2 道路中線測量

在大比例帶狀地形圖上完成定線工作之后，標定出道路的中線，并獲取中樁點的坐標數據文件，在電子手簿中輸入中樁點坐標之后，系統軟件會自動定位放樣點。由于系統軟件進行點位確定是獨立完成測量的，因此各放樣點的精度是趨于一致的，避免了累計誤差的產生。

2.3定線測量

RTK測量技術可廣泛應用于放線和相對開闊區域的放線。此外，在電子手冊上加樁特別方便，可以實時顯示加樁的詳細樁號，最大限度地避免了傳統加樁過程中樁號和樁距的確定和測量問題。只要基準站安裝正確，測量就能順利進行。

斷面加樁作業可隨時進行。所得數據符合相關規范要求，下載方便，計算簡單。

2.6水下地形測量

利用RTK技術測量水下地形數據，特別是采集河流數據非常方便。可在系統軟件中設置，根據時間間隔或距離間隔自動導航和采集數據。只要接收站天線在水面以上，就可以實現數據采集，并通過專業軟件進行測繪。

結論

隨著技術的不斷發展和完善，RTK測量技術與傳統方法相比的優勢也將得到充分發揮。在大大提高工作效率的基礎上，也保證了測量結果的準確性，受地形、天氣等因素的影響較小。基于上述優點，RTK測量技術將在道路測量中得到越來越廣泛的推廣和應用。與傳統的道路測量技術相比，GPS-RTK技術在道路檢測中的應用具有自動化程度高、觀測速度快、定位精度高、成本低、效益高等特點。分析了基于道路測量的GPS-RTK技術的可行性，并將其應用于實際工程中。道路測量采用GPS-RTK技術，設備內置軟件進行參數轉換和設置。具體測量內容包括地形測繪、測量、放線、縱橫斷面測量等，最后通過計算機獲得綜合工程測量成果，具有較高的適用性。

參考文獻：

[1]韓世德.GPS-RTK技術在道路工程中的應用[J].交通世界，2020（12）：58-59.

[2]蔣愛山.GPS-RTK技術在道路工程測量中的應用[J].科技資訊，2019，17（32）：50-51.