摘要：在GPS測量中，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK（Real-timekinematic）時(shí)差分定位是一種能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級定位精度的測量方法，它的出現(xiàn)極大地提高了野外作業(yè)效率。GPS測量具有高精度、高效率等優(yōu)點(diǎn)，在控制測量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文概述了GPSRTK技術(shù)的工作原理，介紹了GPSRTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：GPSRTK、測量
　　一、前言
　　隨著交通事業(yè)的發(fā)展，公路建設(shè)工程日益增多，由于線路長、構(gòu)造物多，以及測量、施工要求質(zhì)量高、時(shí)間緊，傳統(tǒng)的測量方法已不能滿足新的要求。近年來，越來越多的先進(jìn)儀器設(shè)備應(yīng)用于測繪領(lǐng)域，特別是GPS的問世，極大地促進(jìn)了測繪事業(yè)的發(fā)展。GPS衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位分為RTD、RTK、和RTP三種，測繪應(yīng)用中主要是前兩種形式。由于RTK技術(shù)能夠提供高精度的實(shí)時(shí)定位，速度快、精度高，測程遠(yuǎn)、作業(yè)范圍廣，因此，RTK技術(shù)在測量和其他領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　二、GPSRTK技術(shù)的工作原理
　　RTK系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成。無論是在幾點(diǎn)間進(jìn)行同步觀測的后處理，還是從基站將改正值傳輸?shù)搅鲃?dòng)站都稱為相對技術(shù)。測量級GPS接收機(jī)可以測出載波相位的差異，每一顆衛(wèi)星發(fā)射的整波數(shù)加上相位差異，就可以測出衛(wèi)星離地距離。在測量時(shí)，將基準(zhǔn)站設(shè)在1個(gè)已知點(diǎn)上，流動(dòng)站設(shè)在要測量的點(diǎn)上，然后通過無線電臺把基準(zhǔn)站的所有衛(wèi)星信息及觀測信息連續(xù)不斷地傳給流動(dòng)站，流動(dòng)站根據(jù)接收到的基準(zhǔn)站載波相位觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件解算后實(shí)時(shí)得到流動(dòng)站三維坐標(biāo)。這種動(dòng)態(tài)測量模式一般要求基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收到4顆以上GPS衛(wèi)星，遷站過程中不能關(guān)機(jī)、失鎖。它的關(guān)鍵技術(shù)是初始整周模糊度的快速解算，數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)質(zhì)完成，實(shí)現(xiàn)高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院蛷?qiáng)抗干擾性。RTK技術(shù)采用差分法降低了載波相位測量改正后的殘差及接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星改正后的殘差和電離層、對流層折射等因素的影響，使測量精度達(dá)到厘米級。
　　三、GPSRTK技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用
　　1．繪制大比例尺地形圖
　　高等級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)方法測圖，先要建立控制網(wǎng)，然后進(jìn)行碎部測量，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。用GPSRTK動(dòng)態(tài)測量，在沿線每個(gè)碎部點(diǎn)上僅需停留幾分鐘，即可獲得每點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息，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，大大降低了測圖的難度，既省時(shí)又省力。
　　2．工程控制測量
　　用GPS建立控制網(wǎng)，最精密的方法應(yīng)屬靜態(tài)測量。對大型建筑物，如特大橋、隧道、互通式立交等進(jìn)行控制，宜用靜態(tài)測量。而一般公路工程的控制測量，則可采用GPSRTK動(dòng)態(tài)測量。這種方法在測量過程中能實(shí)時(shí)獲得定位的坐標(biāo)。當(dāng)達(dá)到要求的點(diǎn)位精度，即可停止觀測，大大提高了作業(yè)效率。由于點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求必須通視，使得測量更簡便易行。在公路設(shè)計(jì)路線上作控制測量時(shí)，選擇合適的數(shù)據(jù)鏈方案，RTK技術(shù)就可在長邊動(dòng)態(tài)測量中大顯身手。當(dāng)邊長超過20km時(shí)，流動(dòng)臺觀測15～30min后，就會發(fā)現(xiàn)解開始趨向穩(wěn)定，如果連續(xù)10min內(nèi)3維坐標(biāo)分量的最大變動(dòng)不超過±5×10-6D，且最后5min內(nèi)的互差小于2×10-6D，用戶可根據(jù)精度決定是否繼續(xù)觀測，從技術(shù)上杜絕成果返工的可能性。
　　3、線路勘測
　　在公路選線過程中．我們往往要按著勘測設(shè)計(jì)規(guī)范本著盡量減少占用農(nóng)田和少拆遷房屋并盡量利用舊路路基這樣一個(gè)原則，如何準(zhǔn)確設(shè)計(jì)好道路中線使其符合設(shè)計(jì)要求，可以利用GPSRTK技術(shù)，用車載GPSRTK接受機(jī)做流動(dòng)站，沿原路中線按一定間隔采集數(shù)據(jù)．選擇另一已知點(diǎn)為參考站，遇到重要地物．準(zhǔn)確定位。最后將數(shù)據(jù)傳人計(jì)算機(jī)，利用Autocad軟件可以方便在計(jì)算機(jī)上選線。設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路中線在地面上標(biāo)定出來，并得到中樁坐標(biāo)及坐標(biāo)文件。采用實(shí)時(shí)GPS測量，只需將中樁點(diǎn)坐標(biāo)或坐標(biāo)文件輸入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會自動(dòng)定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。
　　4、公路中線放樣
　　GPSRTK技術(shù)用于公路中線放樣的優(yōu)點(diǎn)有：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示測量成果，現(xiàn)場指示性好；作業(yè)效率高，每個(gè)放樣點(diǎn)只需停留1～2s，流動(dòng)站小組作業(yè)，每小組3～4人，每天可完成中線測量5～10km，且在中線放樣的同時(shí)完成中樁抄平工作；功能強(qiáng)大，可以進(jìn)行二維和三維放樣，垂向偏置，根據(jù)測站與偏置距離法放樣，緩和曲線放樣，車載道路平整度檢驗(yàn)，樁位存儲等功能，并能與全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)自由交換。在作業(yè)過程中，RTK要求基準(zhǔn)站和各流動(dòng)站間通過建立數(shù)據(jù)通訊鏈來實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)向流動(dòng)站的實(shí)時(shí)傳輸，并能對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行正確編碼和同步檢錯(cuò)。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確與實(shí)時(shí)，必須綜合考慮傳輸格式、傳輸頻率、傳輸距離及傳輸數(shù)據(jù)量等多種因素。利用GPSRTK技術(shù)不受通視條件的限制，速度快、精度高，可以達(dá)到《公路勘測規(guī)范》要求，但在作業(yè)中要特別注意正確求解并輸入WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)與國家坐標(biāo)系統(tǒng)或地方坐標(biāo)系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。用GPSRTK進(jìn)行公路中線放樣的作業(yè)過程中應(yīng)注意：在路線控制點(diǎn)上架設(shè)1臺GPS接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，其他流動(dòng)站用于測設(shè)路線點(diǎn)位并打樁作業(yè)；據(jù)所設(shè)計(jì)的路線參數(shù)，利用路線計(jì)算程序計(jì)算路線中樁的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，也可由線路設(shè)計(jì)人員直接提供中樁表，一般按2m間隔計(jì)算中樁坐標(biāo)，防止在現(xiàn)場有些中樁點(diǎn)落入水中或房屋中而無法標(biāo)定；將路線中樁的設(shè)計(jì)坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿；在流動(dòng)站上操作控制器，輸入要測設(shè)的中樁點(diǎn)號，按解算鍵，顯示屏可及時(shí)顯示當(dāng)前桿位和到設(shè)計(jì)樁位的方向與距離，移動(dòng)桿位，當(dāng)屏幕顯示桿位與設(shè)計(jì)點(diǎn)位重合時(shí)，在桿位處打樁寫號即可；在每個(gè)樁位按控制器的記錄鍵，將每個(gè)樁位高程記錄于電子手簿，實(shí)現(xiàn)無紙化記錄；內(nèi)業(yè)將觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，利用軟件繪制縱斷面圖。
　　5、公路縱、橫斷面放樣
　　公路中線確定后，利用中線樁點(diǎn)坐標(biāo)，通過繪圖軟件，即可繪出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時(shí)采集來的，因此不需要再到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量，從而大大減少了外業(yè)工作。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、直線正負(fù)坡度值、豎曲線半徑）．生成一個(gè)施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲存起來。隨時(shí)可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)。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)施工測設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲存起來，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場放樣測設(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。通過繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來。
　　四、結(jié)束語
　　RTK技術(shù)是GPS定位技術(shù)的一個(gè)新的里程碑。它不僅具有GPS技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，而且可以實(shí)時(shí)獲得觀測結(jié)果及精度，大大地提高了作業(yè)效率并開拓了GPS新的應(yīng)用領(lǐng)域，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。由此可見，GPSRTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用將會越來越廣泛，給傳統(tǒng)的勘測方法帶來巨大的變革。