GPS RTK技術在公路測量中的運用

摘 要：測量在國民經濟發展和工程建設過程中都發揮著重要作用，在公路的設計和施工中，通過測量可以獲取科學、準確、詳細的數據和信息，以便于做出最佳決策和最優的設計方案。隨著科學技術的進步，近年來GPS RTK技術在公路測量中運用得越來越多。本文以此為出發點對GPS RTK技術進行了探討和分析。

關鍵詞：GPS RTK技術；公路測量；運用情況

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.139

1 GPS RTK技術的原理分析

RTK技術，即載波相位動態實時差分技術，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。與GPS技術不同的是，RTK技術可以直接提供觀測對象的三維坐標信息。以往的GPS技術無論是處于動態定位模式還是靜態定位模式，都難以實現對觀測信息的實時解算，也無法對測得的數據進行實時核檢，在數據的處理上具有一定的滯后性，而且難以保證觀測信息的質量和精度。因此，在實際的測量工作中，往往會采用延長觀測時間的方法來提升數據測量的精度，這樣就降低了GPS技術的時效性，難以滿足實際工作的需要。RTK技術的應用很好地改善了GPS技術的這一缺陷，RTK技術以載波相位觀測值為依據，其系統由基準站和流動站組成。通過基準站和流動站對同一組GPS衛星的連續鎖定和信息采集，并借助專業技術對采集到的載波相位觀測量進行處理，來求解整周模糊度，從而最終確定流動站的厘米級精度的位置。借助GPS RTK技術，用戶可以進行實時觀測，并減少觀測的時間，提升觀測結果的準確性。

2 GPS RTK技術在公路測量中的運用

2.1 控制測量

GPS測量可以分為靜態測量和動態測量兩種模式，靜態測量技術主要用于測量大型的建筑物，比如特大的橋梁工程、隧道和互通式立交等，采用靜態測量的方式可以最大程度提升測量結果的精度；動態測量技術主要用于一般公路工程的控制測量工作中，在實際工作中，往往采用RTK技術。借助這種測量方式，在進行控制測量時可以實現實時觀測，第一時間獲取觀測的信息值，并且保證觀測值的精度和質量。同時，當測量的結果達到工程要求的數據精度后就可以停止觀測，節約觀測的時間，大大提升公路測量的工作效率。如果RTK模式選擇得當，RTK技術在長邊靜態測量中也可以顯現出明顯的效果，但是這需要根據實際測量的需求來制定合適的實測方案，并對是否選擇應用RTK技術做出決策。

2.2 勘探線路

在公路的選址和設計階段，GPS RTK技術仍然具有很重要的利用價值。在公路的選址過程中，要注重加大勘探和考察力度，根據公路的規劃方案合理選擇路線，盡量減少對農田和房屋的侵占，并盡可能利用起舊路，因此，要在公路的設計中對路線進行科學的規劃，而這就需要借助GPS RTK技術來實現。根據GPS RTK技術的工作原理，可以借助車載GPS RTK接收機作為GPS RTK系統中的流動站，然后選擇一個已知點作為參考站，構成一個完整的GPS RTK技術系統，通過車載GPS RTK接收機的在觀測路線中的間斷式移動來實現信息的采集。采集過信息之后，要借助計算機和專業的數據分析軟件對數據進行對比分析，從而幫助設計人員做出最佳決策。

2.3 公路的中線以及縱、橫斷面放樣

與傳統的極坐標法相比，GPS RTK技術在放樣中更加高效和便捷。首先，在公路中線的放樣中，只需在各線路的直線和曲線處加樁，并在計算機系統中輸入各樁點的樁號，然后相繼輸入一些實際觀測的信息，比如起點和終點的方位角、直線距離和曲線長度，以及圓曲線半徑等信息即可，剩下的工作就可以交給GPS電子手簿來完成。其次，在縱斷放樣方面，也是需要把各坡點的樁號、直線的坡度、曲線的半徑等數據輸入到GPS電子手簿中，然后會自動生成放樣點的施工測試文件，以便于在公路設計和施工的現場進行放樣測試。最后，在橫斷放樣方面，要先根據實際設計和施工的需要確定橫斷面的形式，決定采用填、挖還是半填半挖的方式，然后將坡面的坡度、路肩的寬度、路幅的寬度等橫斷面的設計數據輸入到GPS電子手簿中，然后根據測量的需要系統會生成放樣點的文件，滿足實際設計和施工中進行現場放樣的需要。再利用GPS RTK技術進行放樣時，所需要的數據資料都是在之前進行路線勘察時所收集到的，無需另外進行數據的收集和測量，這大大減少了公路設計和施工中測量的工作量，具有很強的實用性。

2.4 繪制大比例尺的地形圖

在進行公路的設計與測量時，尤其是對規模較大高速公路工程而言，往往需要對大范圍內的地形地勢進行考察和分析，借助大比例尺的地圖輔助決策，以便于確定最佳的線路方案。以往這樣大范圍的數據和信息獲取的難度往往比較大，而且數據的準確性也難以保證。而通過GPS RTK技術，只需使車載GPS RTK接收機在計劃線路的每一個節點處進行短時間的停留，就可以獲取每個節點的坐標、高程這些三維的坐標信息。進行線路的數據信息采集之后，借助專業的信息處理軟件和繪圖工具就可以繪制出相應的大比例尺的地形圖，以滿足公路設計和測量的需要。

3 GPS RTK技術在公路測量中的局限性

GPS RTK技術在實際的測量過程中會受到一些因素的影響而使其觀測結果產生一定的誤差，這類因素主要包括儀器和其他干擾，以及距離因素帶來的影響，前者包括天線相位中心的變化、信號的干擾以及氣象因素等，后者主要是指軌道誤差、對流層誤差等。這些都需要在實際的公路測量中予以考慮，以減少誤差給公路的設計和施工帶來的不利影響。

4 小結

實踐證明，GPS RTK技術在公路測量中的應用，對于提升公路測量數據的準確性和實效性、提升公路設計和施工的工作效率具有重要的作用，加快了我國公路建設的步伐。并在原有的GPS定位技術的基礎上，進一步提升了信息測量的精度和速度，在一些只能用常規測量方法采集信息的困難地區，使用GPS RTK技術具有重要意義。

參考文獻：

[1]孫君.高速公路征地測量中GPS-RTK技術的運用[J].價值工程，2014（27）：232-233.

[2]龐繼慶.基于GPS RTK技術應用在公路測量的研究[J].大科技，2015（01）：191-191，192.

作者簡介：牛磊磊（1987-），男，陜西咸陽人，本科，助理工程師。