公路放樣測量中RTK技術應用研究

摘 要：該文以九江某國道改建工程測量項目為工程背景，介紹GPS RTK技術在公路中樁放樣中的應用。采用GPS RTK進行公路中樁放樣具有以下優勢：在測區內不需要建立圖根控制網，作業不受天氣和通視條件影響，作業效率高，定位精度高，操作簡單，是公路外業勘測中的一項技術革命。

關鍵詞：RTK技術 中樁放樣 精度分析

中圖分類號：P228文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0039-02

1 RTK技術簡介

RTK（Real Time Kinematic）測量技術是全球衛星導航定位技術與數據通信技術相結合的載波相位實時動態差分定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度，它由基準站接收機、流動站接收機組成。

RTK測量的基本原理：在已知等級點（基準站）上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發送給流動站。在流動站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并顯示出流動站的三維坐標和精度。通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與流動站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況，從而可實時地判定解算結果是否成功，以減少冗余觀測，縮短觀測時間，提高工作效率。

2 RTK技術應用

2.1 測區概況

測區位于九江市，某國道改建工程，線路總長約7公里，需放中樁點400個。測區范圍內，地形條件復雜，有河流、水塘、果園、樹林等；測區地形以丘陵為主，山上樹木茂盛，通視條件較差；測區范圍內已有8個一級GPS控制點，坐標系統為江西統一坐標系，高程系統為1985國家高程基準，四等水準高程。

綜合以上情況，如果使用全站儀進行放樣，就必須建立圖根控制網，就會增加人力、物力的投入；由于通視條件較差，會給放樣帶來極大的不便，嚴重影響工作的進度，影響任務的按期完成。因此，決定采用中海達測繪儀器有限公司生產的V8 RTK進行放樣，其標稱精度：水平±10 mm+ 1 ppm、高程±20 mm+1 ppm，能滿足此次放樣精度要求。

2.2 準備工作

在一個已知點（選擇地勢較高點）上設置基準站接收機，開機后進行必要的系統設置、無線電設置及天線高等輸入工作，流動站接收機開機后進行系統設置，輸入轉換參數，初始化成功后就可以開始作業了。同時，為了保證測量成果的質量，流動站對2個已知點進行了檢測，其檢測的坐標和高程較差均沒超過2 cm，符合此次測量的要求。

2.3 中樁放樣

將公路中線樁的設計坐標傳輸到RTK手簿的坐標庫中，由于已經完成坐標系轉換和高程擬合，所以接下來就可以進行中線樁的實地放樣，并在實際位置埋樁標記。

RTK具有多種放樣功能，在道路中線放樣中最常用的是放樣點的平面坐標。首先進入RTK手簿的點位放樣界面，然后輸入所要放樣點的點號，RTK手簿馬上就顯示出放樣點信息，并自動解算出導航數據，將放樣點的位置顯示在導航圖的中央。通過GPS RTK方式測量出RTK天線在地方坐標系下的位置，并顯示出當前RTK天線位置與放樣點實際位置的偏移量，同時在導航圖上顯示出RTK天線應移動的方向和距離。當RTK天線位置與放樣點的實際位置重合時，即可得到放樣點的位置，同時采集該點的實地坐標和高程，并存放于坐標文件中。需要注意的是：在樹木、果樹茂密的地方，由于無GPS信號或信號很差，無法放樣，因此，這些點只有采用與全站儀相結合的方法解決。

將所采集的坐標數據文件進行整理并輸出。將所采集的點位坐標和設計坐標進行對比，從而可以避免點位放樣錯誤的人為誤差，所采集的中線樁高程可以用于后期的道路縱橫斷面測量。

實際作業進度：一臺GPS基準站接收機，二臺GPS流動站接收機，一天完成中樁放樣任務，這樣的測量速度，是常規測量技術無法達到的，大大提高了工作效率。

2.4 精度分析

多年實踐表明，全站儀中樁放樣測量精度較高，為了檢驗GPS RTK放樣的精度，我們用全站儀放樣一段線路，并將結果作為參考值，兩種作業模式的成果比較如下：

根據統計結果分析，最大平面較差為16 mm、高程較差為20 mm。根據《公路勘測規范》（JTG C10-2007）的規定，中樁測量精度應符合以下規定：

一級公路：中樁位置中誤差≤±5 cm，樁位檢測之差≤10 cm；高程兩次測量之差≤5 cm。

因此，我們認為RTK中樁放樣測量的精度完全符合要求。

3 結論與建議

（1）GPS RTK測量作業效率高，定位精度高，數據可靠，沒有誤差積累。（2）在能夠接收GPS衛星信號的任何地方，可進行全天候作業。（3）不用建立圖根控制網，可以節省時間、人力和費用。（4）避免在樹木茂密處采用RTK測量，在通訊信號發射塔200 m、高壓線50 m以內，也不應采用RTK測量。

4 結語

GPS RTK技術不僅能達到較高的定位精度，而且提高了測量的工作效率。通過相應的數據處理程序，可以大大減輕測量人員的內外業勞動強度，因此，GPS RTK技術是公路外業勘測中的一項技術革命。

參考文獻

[1]徐紹銓.GPS測量原理及應用[M].3版.武漢大學出版社，2008.

[2]魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數據處理[M].武漢大學出版社，2004.