摘要：網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是目前GPS領(lǐng)域最新技術(shù)之一，是一種將GPS與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合，實(shí)時(shí)解算進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在短時(shí)間里得到高精度定位信息的技術(shù).本文介紹了網(wǎng)絡(luò)RTK在道路測(cè)量中的優(yōu)點(diǎn)、技術(shù)原理和應(yīng)用方式。

　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)RTK;公路測(cè)量

　　Abstract: the network RTK technology is one of the latest technology, the GPS field is a kind of combined GPS and data transmission technology, real-time solution for data processing, in the short time get high-precision positioning information technology. This paper introduces the advantages of network RTK in road measurement, technology principle and application way.

　　Key words: the network RTK; Highway measurement.

　　中圖分類號(hào)：P205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104(2013)

　　一、網(wǎng)絡(luò)RTK概述

　　隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)快速高精度位置信息的需求也日益強(qiáng)烈。而目前使用最為廣泛的高精度定位技術(shù)就是RTK(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位：Real-TimeKinematic)，RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于使用了GPS的載波相位觀測(cè)量，并利用了參考站和移動(dòng)站之間觀測(cè)誤差的空間相關(guān)性，通過(guò)差分的方式除去移動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)中的大部分誤差，從而實(shí)現(xiàn)高精度(分米甚至厘米級(jí))的定位。

　　RTK測(cè)量技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)大幅度地減少控制測(cè)量的工作量。在常規(guī)地面測(cè)量中,一般按“先控制后碎部”的原則,首先逐級(jí)布設(shè)測(cè)量控制網(wǎng),然后再利用控制點(diǎn)進(jìn)行碎部測(cè)量。而GPS--RTK技術(shù)則可免除繁瑣復(fù)雜的分級(jí)控制測(cè)量工作,只需在測(cè)區(qū)布設(shè)少量控制點(diǎn)以建立基準(zhǔn)站即可滿足需要。

　　(2)全天候作業(yè)。在任何時(shí)間任何地點(diǎn),只要能同時(shí)接收到4顆以上GPS衛(wèi)星的信號(hào),并滿足一定的幾何圖形條件,即能進(jìn)行正常作業(yè)。根據(jù)精度的要求設(shè)置相應(yīng)的衛(wèi)星數(shù)量。實(shí)踐表明:當(dāng)觀測(cè)條件良好時(shí),采用性能良好的雙頻接收機(jī)觀測(cè)2～5s即可得到厘米級(jí)的定位結(jié)果,并且測(cè)量誤差不會(huì)逐點(diǎn)積累,能顯著降低外業(yè)返工率。

　　(3)測(cè)量過(guò)程直觀。采用RTK進(jìn)行測(cè)量定位放樣時(shí),利用流動(dòng)站接收機(jī)的測(cè)量控制器能直觀地對(duì)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行有效控制,能及時(shí)查看坐標(biāo)定位精度,這是常規(guī)測(cè)量技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

　　(4)在地形起伏大、植被茂密的地區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí),RTK技術(shù)能很好地解決測(cè)量過(guò)程中因通行、通視不便而造成的難題。

　　(5)測(cè)量人員數(shù)量顯著減少。在RTK作業(yè)中,一臺(tái)基準(zhǔn)站可同時(shí)供多個(gè)流動(dòng)站使用,常規(guī)情況下,每個(gè)流動(dòng)站只需要1人操作測(cè)量控制器

　　二、技術(shù)原理

　　GPS—RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地獲得測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS系統(tǒng)主要由三部分組成：基準(zhǔn)站、流動(dòng)站和數(shù)據(jù)鏈。　GPS—RTK技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖具有速度快、精度高、費(fèi)用省等特點(diǎn)，RTK測(cè)量結(jié)果經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理即可導(dǎo)人到測(cè)圖軟件中，從而快速地生產(chǎn)出規(guī)范的地形圖來(lái)。利用RTK進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖的基本工作主要包括外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩大部分。外業(yè)數(shù)據(jù)采集主要包括控制點(diǎn)測(cè)量和碎部點(diǎn)測(cè)量，其中，碎部點(diǎn)測(cè)量有兩種方式：a.先利用GPS—RTK測(cè)量圖根控制點(diǎn)，再利用全站儀進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量。b.直接利用GPS—RTK進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要包括GPS控制測(cè)量數(shù)據(jù)　處理、GPS—RTK數(shù)據(jù)編輯與整理和利用成圖軟件進(jìn)行數(shù)字化成圖等。

　　三、RTK技術(shù)的應(yīng)用情況

　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、施工放樣等前端數(shù)據(jù)采集。

　　1、快速靜態(tài)定位模式。要求GPS接收機(jī)在每一流動(dòng)站上，靜止的進(jìn)行觀測(cè)。在觀測(cè)過(guò)程中，同時(shí)接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)，如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設(shè)計(jì)要求，便可以結(jié)束實(shí)時(shí)觀測(cè)。一般應(yīng)用在控制測(cè)量中，如控制網(wǎng)加密;若采用常規(guī)測(cè)量方法(如全站儀測(cè)量)，受客觀因素影響較大，在自然條件比較惡劣的地區(qū)實(shí)施比較困難，而采用RTK技術(shù)可起到事半功倍的效果。單點(diǎn)定位只需要5-10min，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，定位時(shí)間還會(huì)縮短，不及靜態(tài)測(cè)量所需時(shí)間的五分之一，在公路測(cè)量中可以代替全站儀完成導(dǎo)線測(cè)量等控制點(diǎn)加密工作。

　　2、動(dòng)態(tài)定位。測(cè)量前需要在一控制點(diǎn)上靜止觀測(cè)數(shù)分鐘(有的儀器只需2～10s)進(jìn)行初始化工作，之后流動(dòng)站就可以按預(yù)定的采樣間隔自動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)，并連同基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)確定采樣點(diǎn)的空間位置。目前，其定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)。動(dòng)態(tài)定位模式在公路勘測(cè)階段有著廣闊的應(yīng)用前景，可以完成地形圖測(cè)繪、中樁測(cè)量、橫斷面測(cè)量、縱斷面地面線測(cè)量等工作。測(cè)量2～4s，精度就可以達(dá)到1～3cm，且整個(gè)測(cè)量過(guò)程不需通視，有著常規(guī)測(cè)量?jī)x器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)

　　四、網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

　　(一)道路的橫縱斷放樣和土石方量

　　(1)縱斷放樣時(shí)，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中(如：各變坡點(diǎn)樁號(hào)、直線正負(fù)坡度值、豎曲線半徑)，生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲(chǔ)存起來(lái)，隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。

　　(2)橫斷放樣時(shí)，先確定出橫斷面形式(填、挖、半填半挖)，然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中(如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設(shè)計(jì)高)，生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來(lái)，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。同時(shí)軟件可以幫助你自動(dòng)與地面線銜接進(jìn)行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進(jìn)行土方量計(jì)算。通過(guò)繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來(lái)。因?yàn)樗�用�?shù)據(jù)都是測(cè)繪地形圖時(shí)采集而來(lái)的，不需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行縱、橫斷面測(cè)量，大大減少了外業(yè)工作。而且必要時(shí)，可用動(dòng)態(tài)RTK到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)復(fù)合，這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

　　(二)道路中線放樣

　　中線測(cè)量就是通過(guò)直線和曲線的測(cè)設(shè)，將道路中心線的平面位置具體地標(biāo)定在現(xiàn)場(chǎng)上，并測(cè)定路線的實(shí)際里程，它是公路測(cè)量中關(guān)鍵性工作，是測(cè)繪縱、橫斷面圖和平面圖的基礎(chǔ)，是公路設(shè)計(jì)、施丁和后續(xù)工作的根據(jù)。使用RTK技術(shù)進(jìn)行中線測(cè)量，不但克服了傳統(tǒng)放樣法和坐標(biāo)放樣法的缺點(diǎn)，而且具有觀測(cè)時(shí)間短，精度高、無(wú)須通視、現(xiàn)場(chǎng)給出精確坐標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，其作業(yè)流程如下：

　　(1)線路設(shè)計(jì)。路線設(shè)計(jì)在大比例尺帶狀地形圖或在現(xiàn)場(chǎng)定線完成，路線中心線的位置需要標(biāo)定在實(shí)地。首先將線路的起點(diǎn)坐標(biāo)、方位角、加直線長(zhǎng)度及曲線要素輸入計(jì)算機(jī)中，根據(jù)里程計(jì)算出待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，將待放樣點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS—RTK電子手簿中。

　　(2)設(shè)置基準(zhǔn)站。RTK定位要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電信號(hào)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量、無(wú)線電的信號(hào)傳播質(zhì)量對(duì)GPS—RTK定位結(jié)果影響很大，在設(shè)置基準(zhǔn)站時(shí)�；鶞�(zhǔn)站與流動(dòng)站之間距離不能太大，基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)置在上空開(kāi)闊、沒(méi)有強(qiáng)電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點(diǎn)上。架設(shè)好基準(zhǔn)站和天線，打開(kāi)接收機(jī)，進(jìn)行點(diǎn)校正工作。在有已知轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下，直接輸入當(dāng)前坐標(biāo)系統(tǒng)與WGS——84坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。在不知道轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下，直接采用點(diǎn)校正方式建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式。

　　(3)流動(dòng)站設(shè)置。打開(kāi)接收機(jī)，雙擊“測(cè)量”圖標(biāo)，選擇“RTK”測(cè)量方式。流動(dòng)站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)也接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)。進(jìn)行處理獲得流動(dòng)站的三維WGS——84坐標(biāo)，通過(guò)與基準(zhǔn)站相同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS——84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)坐標(biāo)。

　　(4)中線放樣測(cè)量。選擇“放樣”選項(xiàng)，進(jìn)行放樣測(cè)量作業(yè)。系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)根據(jù)輸入到RTK電子手簿中的放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。

　　(5)數(shù)值采集。當(dāng)流動(dòng)站到達(dá)放樣點(diǎn)后，整平流動(dòng)站天線，使放樣點(diǎn)位置和天線中心位置重合，按“測(cè)量”鍵對(duì)該放樣點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值采集工作。

　　(三)繪制大比例地形圖

　　高等級(jí)公路選線多是在大比例尺(通常是1：2000或1：1000)帶狀地形圖上進(jìn)行，用傳統(tǒng)方法測(cè)圖，先要建立控制網(wǎng)，然后進(jìn)行碎部測(cè)量，繪制成大比例尺地形圖。其工作量大速度慢，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量，構(gòu)成碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖，由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，大大降低了測(cè)圖的難度，既省時(shí)又省力。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　GPS--RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用改變了公路測(cè)量模式，是公路測(cè)量的一項(xiàng)革命性的技術(shù)革新，顛覆了傳統(tǒng)測(cè)量方式。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK能實(shí)時(shí)地得出所在位置的空間三維坐標(biāo)。這種技術(shù)非常適合路線、橋涵測(cè)量,它還可以直接進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)放樣、中樁測(cè)量、邊樁測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量等,在公路市場(chǎng)有著廣闊的應(yīng)用前景。

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