網絡RTK在公路施工測量中的應用

滕春江

【摘要】傳統RTK技術較網絡RTK技術在實際應用中有著作業距離短、隨距離的增大而精度變差、可靠性差、在山嶺重丘區或有信號干擾情況下無法正常工作、對控制點校正參數影響大、對基準站架設電源供給電臺不方便等缺點。而網絡RTK恰恰克服了這些缺陷，本文簡述了網絡RTK的組成、工作原理及其在公路施工測量中的應用。

【關鍵詞】RTK；網絡RTK；施工測量；應用

一、引言

隨著國民經濟的發展，我國高速公路建設速度加快，RTK技術在公路施工測量方面有了很廣泛的應用，然而傳統RTK在實際應用中面臨著作業距離短、在山嶺重丘區或有信號干擾情況下無法正常工作、隨距離的增大而精度變差、可靠性差、對控制點校正參數影響大、對基準站架設電源供給電臺不方便等缺點。網絡RTK技術已經慢慢走近你的生活，逐步成為RTK技術將來的發展方向；網絡RTK采用基準參考站網絡，以距離最遠（80kin）的間隔來布設一系列基準參考站，它還能提供連續、實時、參考框架，通過增加控制站來做數據的處理、監控工作狀況和數據質量工作，能夠大范圍、長距離內連續工作，具有精度高、覆蓋面廣等特點。本文從網絡RTK的工作原理、組成及特點出發，通過合生產實踐經驗介紹網絡RTK技術在公路施工測量中的應用，來論述網絡RTK在未來RTK技術的主導作用。

二、網絡RTK的組成及工作原理

（一）網絡RTK的組成

網絡RTK由基準站、數據處理中心（控制中心）、數據通信線路和用戶部分組成。其中核心的就是數據處理中心或者控制中心，它包括了GPS網絡RTK系統中數據的傳輸、接收、轉換、處理、發送等重要任務?；鶞收揪W由固定的基準站組成的網絡，一般一個完整的GPS網絡RTK系統至少有3個固定的己知基準控制點（標準的是6個）。數據處理中心也稱為控制中心，是整個GPS網絡RTK系統的核心部分，由GPS網絡RTK軟件和通訊服務器組成。數據通信線路是整個系統中不可缺少的部分，它擔負著聯系控制中心與基準站和流動站的重大任務。用戶部分也就是流動站部分，由GPS接收機、移動電話網絡數據通訊模塊等構成。接收機通過無線網絡將自己初始位置發給控制中心，并接收控制中心的差分信號，生成厘米級的位置信息。這也是GPS網絡RTK系統最終要得到的結果。以上是GPS網絡RTK系統四個基本組成部分的簡單介紹，它們構成了整個系統的框架。

（二）網絡RTK誤差來源及減小誤差的方法

網絡模型的系統誤差包括：電離層誤差；對流層誤差；衛星軌道誤差、網絡延遲誤差。減少誤差的方法主要有以下幾個方面：

1）差分和采用精密星歷的方法可以減少衛星軌道誤差。

2）采用精密星歷可以在很大程度上消除衛星軌道誤差。一種優秀的衛星軌道插值方法可以低階的次數獲得高精度的衛星坐標且具有較快的收斂速度。

3）應用速率較快的有線和無線網絡可大大減小由于網絡延遲而帶來的誤差

（三）網絡RTK的作業流程（見圖1.1）

二、網絡RTK在公路施工測量中的應用

（一）網絡RTK的優勢

網絡RTK技術的應用，徹底改變了傳統的RTK公路施工測量作業方式，具有作業范圍廣、精度高及野外單機作業等眾多優點。其主要優勢體現在：

1）擴大了工作范圍。

2）使用方便，提高了工作效率。

3）可以有效地消除系統誤差和周跳，增強差分作業的可靠性。

4）用固定可靠的數據鏈通訊方式，免受電臺通訊距離限制。

6）可提供遠程INTERNET服務，實現數據共享。

（二）網絡RTK在公路施工測量中的應用

（1）繪制大比例尺地形圖。

公路選線多是在大比例尺帶狀地形圖上進行。用傳統全站儀等方法測圖，工作量大，速度慢，花費時間長。而用網絡RTK測量可以克服這些缺點，它能快速獲得每個碎部點的坐標和高程。大大降低了測圖難度，省時又省力，實用性非常高。

（2）道路中線施工測量

設計人員在大比例尺帶狀地形圖上選定線路后，需將在實地地面上標定出來。采用網絡RTK進行中線放樣，只需將中樁點坐標數據輸入或者通過計算機導入到GPS電子手簿中，系統軟件就會自動定出放樣點的點位。由于每個點測量都是獨立完成的，不會產生累計誤差，各點放樣精幾乎沒有差別。

三、網絡RTK進行施工測量的注意事項

為了保證網絡RTK在公路施工測量中的精度、速度和可靠性，使之更好的服務于工作、服務于工程項目建設，在使用網絡RTK進行公路施工測量時應注意以下幾點：

（一）已知點要求

已知點至少3個以上，且能控制整個線路范圍，符合測量中長邊控制短邊的要求；作為正常高擬合計算的已知點能包圍整個測區且分布均。

（二）施工測量前對已知點進行檢驗

使用網絡RTK進行施工測量作業前，先測量已知點檢驗測量成果的可靠性和精度，一方面可以檢驗觀測精度，另一方面也可以檢驗坐標轉換精度和正常高計算精度。

（三）對衛星的要求

衛星數越多，分布越均勻，則PDOP值就越小，一般要求接收衛星數保持5顆或5顆以上，且PDOP小于6時，才進行網絡RTK測量。

（四）觀測時間和觀測方法

精度穩定才能開始觀測，一搬在初始化后等3.5秒精度就可趨于穩定，在測量精度要求較高時，觀測時應使用腳架固定移動站的天線，進行嚴格的對中、整平，并根據實際要求多次觀測，取其平均值作為最終結果。

四、結論

比較傳統RTK技術來，網絡RTK技術克服了隨著作業半徑的增大精度和可靠性降低的作業瓶頸。成功的將網絡RTK測量技術應用于公路施工測量，可發揮其單站控制范圍廣、操作便捷、無誤差積累的特性，對公路施工測量的作業方法產生了重大改變，極大地提高了測量的精度和速度，在公路施工測量方面有著廣闊的應用前景。

但因網絡RTK測量技術尚未成熟，在施工放樣過程中仍會出現一些不穩定現象，在使用過程中應盡可能的通過多聯測測區內的控制點、選擇最佳觀測時段、多次觀測取平均值等方法來提高測量精度。