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淺談ＲＴＫ技術在公路測量中應用問題
[論文關鍵詞]RTK技術 公路測量 應用
[論文摘要]介紹RTK技術的發(fā)展由來，對傳統(tǒng)測量技術與RTK測量技術作比較，并介紹RTK技術在公路測量中的應用。
一、RTK技術發(fā)展由來?
目前，全球有美國GPS全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯全球定位系統(tǒng)、歐洲伽利略全球定位系統(tǒng)、我國北斗星全球定位系統(tǒng)。這四大全球定位系統(tǒng)中要數(shù)GPS開發(fā)最早，應用更為成熟。其具有全球性、全天候、連續(xù)性、實時性導航定位和定時功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。根據(jù)算法模型，設計了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。靜態(tài)作業(yè)模式主要用于地殼變形觀測、國家大地測量、大壩變形觀測等高精度測量；快速靜態(tài)測量以其高效的作業(yè)效率與厘米級精度廣泛應用于一般的工程測量；而RTK系統(tǒng)由GPS接收設備、無線電通訊設備、電子手薄及配套設備組成，整套設備在輕量化、操作簡便性、實時可靠性、厘米級精度等方面的特點，完全可以滿足數(shù)據(jù)采集和工程放樣的要求。
二、傳統(tǒng)測量與RTK測量技術的比較?
（一）各種控制測量
傳統(tǒng)的大地測量、工程控制測量采用三角網(wǎng)、導線網(wǎng)方法來施測，不僅費工費時，要求點間通視，而且精度分布不均勻，且在外業(yè)不知精度如何，采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)方法，在外業(yè)測設過程中不能實時知道定位精度，如果測設完成后，回到內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求，還必須返測，而采用RTK來進行控制測量，能夠?qū)崟r知道定位精度，如果點位精度要求滿足了，用戶就可以停止觀測了，而且知道觀測質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。若把RTK用于公路控制測量則不僅可以大大減少人力強度、節(jié)省費用，而且大大提高工作效率，測一個控制點在幾分鐘甚至于幾秒鐘內(nèi)就可完成。
（二）地形測圖
過去測地形圖時一般首先要在測區(qū)建立圖根控制點，然后在圖根控制點上架上全站儀或經(jīng)緯儀配合小平板測圖，現(xiàn)在發(fā)展到外業(yè)用全站儀和電子手簿配合地物編碼，利用大比例尺測圖軟件來進行測圖，甚至于發(fā)展到最近的外業(yè)電子平板測圖等等，都要求在測站上測四周的地形地貌等碎部點，這些碎部點都與測站通視，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼圖時一旦精度不合要求還得到外業(yè)去返測。現(xiàn)在采用RTK時，僅需一人背著儀器在要測的地形地貌碎部點呆上幾秒鐘，并同時輸入特征編碼，通過手簿可以實時知道點位精度，把一個區(qū)域測完后回到室內(nèi)，由專業(yè)的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖。
（三）放樣
放樣是測量一個應用分支，它要求通過一定方法采用一定儀器把人為設計好的點位在實地給標定出來，過去采用常規(guī)的放樣方法很多，如經(jīng)緯儀交會放樣，全站儀的邊角放樣等等，一般要放樣出一個設計點位時，往往需要來回移動目標，而且要2-3人操作，同時在放樣過程中還要求點間通視情況良好，在生產(chǎn)應用上效率不是很高，有時放樣中遇到困難的情況會借助于很多方法才能放樣，如果采用RTK技術放樣時，僅需把設計好的點位坐標輸入到電子手簿中，背著GPS接收機，它會提醒你走到要放樣點的位置，既迅速又方便，由于GPS是通過坐標來直接放樣的，而且精度很高也很均勻，因而在外業(yè)放樣中效率會大大提高，且只需一個人操作。
三、RTK技術在公路測量中的應用前景?
隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長基礎設施建設大力發(fā)展，中、高等級公路建設迎來前所未有的發(fā)展機遇，這就對勘測設計提出了更高的要求，隨著公路設計行業(yè)軟件技術和硬件設備的發(fā)展，公路設計已實現(xiàn)CAD化，有些軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測繪產(chǎn)品的支持；建立勘測、設計、施工、后期管理一體化的數(shù)據(jù)鏈，減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié)，是公路勘測設計“內(nèi)外業(yè)一體化”的要求，也是影響高等級公路設計技術發(fā)展的關鍵所在。目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進儀器設備，但常規(guī)測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強度大，且效率低，大大延長了設計周期。勘測技術的進步在于設備引進和技術改造，在目前的技術條件下引入GPS技術應當是首選。當前，用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制原理，為勘測階段測繪帶狀地形圖，路線平面、縱面測量提供依據(jù)；在施工階段為橋梁，隧道建立施工控制網(wǎng)，這僅僅是GPS在公路測量中應用的初級階段，其實，公路測量的技術潛力蘊于RTK技術的應用之中，RTK技術在公路工程中的應用，有著非常廣闊的前景。
四、RTK技術在公路測量中的應用?
（一）實時動態(tài)(RTK)定位技術是GPS測量技術發(fā)展的一個新突破，在公路工程中有廣闊的應用前景
實時動態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準站和流動站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實時動態(tài)測量的保證，其原理是取點位精度較高的首級控制點作為基準點，安置一臺接收機作為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，流動站上的接收機在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電傳輸設備接收基準站上的觀測數(shù)據(jù)，隨機計算機根據(jù)相對定位的原理實時計算顯示出流動站的三維坐標和測量精度。這樣用戶就可以實時監(jiān)測待測點的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況，根據(jù)待測點的精度指標，確定觀測時間，從而減少冗余觀測，提高工作效率。
（二）RTK技術的應用情況
實時動態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動態(tài)定位兩種測量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、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接收機在每一流動站上，靜止的進行觀測。在觀測過程中，同時接收基準站和衛(wèi)星的同步觀測數(shù)據(jù)，實時解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標，如果解算結(jié)果的變化趨于穩(wěn)定，且其精度已滿足設計要求，便可以結(jié)束實時觀測。一般應用在控制測量中，如控制網(wǎng)加密；若采用常規(guī)測量方法(如全站儀測量)，受客觀因素影響較大，在自然條件比較惡劣的地區(qū)實施比較困難，而采用RTK技術可起到事半功倍的效果。單點定位只需要5-10min，隨著技術的不斷發(fā)展，定位時間還會縮短，不及靜態(tài)測量所需時間的五分之一，在公路測量中可以代替全站儀完成導線測量等控制點加密工作。?
2．動態(tài)定位
測量前需要在一控制點上靜止觀測數(shù)分鐘(有的儀器只需2～10s)進行初始化工作，之后流動站就可以按預定的采樣間隔自動進行觀測，并連同基準站的同步觀測數(shù)據(jù)，實時確定采樣點的空間位置。目前，其定位精度可以達到厘米級。動態(tài)定位模式在公路勘測階段有著廣闊的應用前景，可以完成地形圖測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線測量等工作。測量2～4s，精度就可以達到1～3cm，且整個測量過程不需通視，有著常規(guī)測量儀器不可比擬的優(yōu)點。
五、總論
實時動態(tài)RTK技術在公路勘測中的應用，對等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了重大改變，極大地提高了勘測精度和勘測效率，對公路勘測、施工和后期養(yǎng)護、管理方面有著廣闊的應用前景，為我國國民經(jīng)濟發(fā)展帶來了可觀的經(jīng)濟效益。
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