RTK在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用分析

郎博　邱亞輝

摘 要：該文中首先進(jìn)行了RTK在公路工程控制測(cè)量中特點(diǎn)探析，接著對(duì)控制測(cè)量、地形測(cè)圖、放樣以及RTK技術(shù)的測(cè)量模式完成了分析，最后探討了RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù) 公路工程 測(cè)量模式

中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（a）-0125-01

RTK技術(shù)近年來(lái)發(fā)展比較迅速，它在各種控制測(cè)量、地形測(cè)圖、工程選線及工程放樣中應(yīng)用廣泛，與常規(guī)儀器相比非常明顯地提高了作業(yè)效率和作業(yè)精度。傳統(tǒng)的公路勘測(cè)工作非常辛苦，而且繁瑣，存在著勘測(cè)周期長(zhǎng)、工作效率低等諸多問題。對(duì)于公路勘測(cè)人員而言，他們的目標(biāo)就是盡最大努力簡(jiǎn)化工作量，提高工作效率及勘測(cè)的準(zhǔn)確性。如今，GPS技術(shù)不僅越來(lái)越成熟，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展也在一定程度上推動(dòng)了公路勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

1 RTK在公路工程控制測(cè)量中特點(diǎn)概述

1.1 控制測(cè)量

大地測(cè)量與工程控制測(cè)量是兩種傳統(tǒng)的測(cè)量方法，測(cè)量過程中使用的是三角網(wǎng)與導(dǎo)線網(wǎng)，不僅工作量大，需要點(diǎn)間通視，精度非均勻分布，在外業(yè)還不清楚精度，在外業(yè)測(cè)設(shè)中，一般的GPS靜態(tài)測(cè)量與快速靜態(tài)法無(wú)法對(duì)定位精度進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，若完成測(cè)設(shè)再回到內(nèi)業(yè)處理時(shí)發(fā)現(xiàn)精度與要求不符，則需要返回，重新測(cè)量，而在控制測(cè)量中使用RTK則可對(duì)定位精度進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，若達(dá)到了定位精度要求，用戶則無(wú)需再觀測(cè)了，并可了解觀測(cè)質(zhì)量，從而，作業(yè)效率可有大幅度提升。如果在公路控制測(cè)量中采用RTK，人力成本可大幅度降低的，同時(shí)，工作效率也會(huì)有很大的提高，最多只需花費(fèi)幾分鐘即可完成某控制點(diǎn)的測(cè)量。

1.2 地形測(cè)圖

以往進(jìn)行地形圖測(cè)量時(shí)，通常第一步是將圖根控制點(diǎn)建立在測(cè)量區(qū)域內(nèi)，接著將全站儀或經(jīng)緯儀結(jié)合小平板測(cè)圖置于圖根控制點(diǎn)上，目前已變?yōu)橥鈽I(yè)用全站儀與電子手簿配合地物編碼，在測(cè)圖過程中使用大比例尺測(cè)圖軟件，近期還出現(xiàn)了外業(yè)電子平板測(cè)圖，均要對(duì)周邊的地理情況進(jìn)行測(cè)量，并與測(cè)站通視，操作人數(shù)通常不少于兩個(gè)人，若在拼圖過程中發(fā)現(xiàn)精度與要求不符則必須去外業(yè)重新測(cè)量。而現(xiàn)在使用RTK，只需要一個(gè)人帶上所需儀器去要求測(cè)量的地點(diǎn)站幾秒鐘，與此同時(shí)，將特征編碼錄入，通過手簿可對(duì)點(diǎn)位精度進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，測(cè)完一個(gè)區(qū)域后便無(wú)需停留在室外，所需地形圖則由特定的軟件接口輸出。

1.3 放樣

放樣指的是對(duì)一個(gè)應(yīng)用分支進(jìn)行測(cè)量，需采取恰當(dāng)?shù)姆椒ê拖嚓P(guān)儀器在實(shí)地將事先已設(shè)計(jì)出來(lái)的點(diǎn)位標(biāo)出，經(jīng)緯儀交會(huì)放樣、全站儀的邊角放樣等傳統(tǒng)的放樣方法此前也用的不少，通常需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行不停的移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)位的放樣，所需操作人員數(shù)一般為兩三個(gè)人，并且放樣時(shí)對(duì)點(diǎn)間通視有一定的要求，應(yīng)用效率也不是很理想，若在放樣過程中遇到問題可能還需采取許多方法以完成放樣，而將RTK技術(shù)應(yīng)用于放樣中，只需在電子手簿中錄入已設(shè)計(jì)出的點(diǎn)位坐標(biāo)，通過攜帶的GPS接收機(jī)找到放樣點(diǎn)，不僅速度快，而且非常方便，因?yàn)镚PS放樣具有高精度、方便等優(yōu)點(diǎn)，所以在外業(yè)放樣中，不僅所需操作人員少，而且效率也有很大幅度的提升。

2 RTK技術(shù)的測(cè)量模式

RTK定位的測(cè)量模式有兩種，即快速靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)定位，將兩種模式結(jié)合在一起并應(yīng)用于公路工程中可進(jìn)行公路勘測(cè)，并采集相關(guān)前端數(shù)據(jù)，如施工放樣。

2.1 快速靜態(tài)定位模式

GPS接收機(jī)在所有流動(dòng)站上的觀測(cè)必須保持靜止。在觀測(cè)時(shí)，基準(zhǔn)站與衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)可在同一時(shí)刻被接收，對(duì)一周未知數(shù)與三維坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，若計(jì)算結(jié)果并無(wú)多大變化，且精度與要求相符，那么實(shí)時(shí)觀測(cè)便可停止。通常在控制網(wǎng)加密等控制測(cè)量中應(yīng)用，如果所采用的是全站儀測(cè)量等一般測(cè)量方法，則客觀因素對(duì)其具有較大影響，對(duì)于環(huán)境條件較差的地區(qū)，實(shí)施難度較大，而RTK技術(shù)的應(yīng)用則會(huì)使問題變得容易的多。單點(diǎn)定位所需時(shí)間僅在5～10 min，而定位時(shí)間也會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展而減少，而靜態(tài)測(cè)量時(shí)間大約在25～50 min，可取代全站儀完成控制點(diǎn)加密工作。

2.2 動(dòng)態(tài)定位

在測(cè)量前需進(jìn)行初始化，即在某個(gè)控制點(diǎn)上進(jìn)行幾分鐘的靜止觀測(cè)，接著，流動(dòng)站可按照事先設(shè)定的采樣間隔進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，同時(shí)，結(jié)合基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)采樣點(diǎn)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)確定，定位可精準(zhǔn)到厘米。在公路勘測(cè)過程中，動(dòng)態(tài)定位模式的應(yīng)用前景十分廣闊，可完成一系列的測(cè)量工作，如：地形圖測(cè)繪、橫斷面測(cè)量以及縱斷面地面線測(cè)量等。當(dāng)測(cè)量時(shí)間為2～4 s，精度便可達(dá)到1～3 cm，另外，測(cè)量時(shí)不要求通視，與一般測(cè)量?jī)x器相比，其優(yōu)勢(shì)十分明顯。

3 RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用前景

近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，中高級(jí)公路建設(shè)面臨著良好的發(fā)展機(jī)遇，那么對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)的要求就更為嚴(yán)格了，公路行業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件技術(shù)與設(shè)備已越來(lái)越成熟，CAD已廣泛應(yīng)用于公路設(shè)計(jì)中，部分軟件還需可支持地面數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品；建立一條數(shù)據(jù)鏈，其中整合了勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工以及管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，將數(shù)據(jù)輸入等環(huán)節(jié)省掉，這是內(nèi)外業(yè)一體化設(shè)計(jì)的要求，也在很大程度上決定了高級(jí)公路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。雖然一些先進(jìn)的儀器設(shè)備已被應(yīng)用于公路勘測(cè)中，如電子全站儀，但因?yàn)槭芟抻跈M向通視與作業(yè)環(huán)境，一般的測(cè)量方法工作量大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)時(shí)間較長(zhǎng)。通過引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，對(duì)技術(shù)進(jìn)行改造，可提高勘測(cè)技術(shù)水平，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，最佳選擇就是采用GPS技術(shù)。目前，建立沿線總體控制原理，可采用的方法有GPS靜態(tài)方法和快速靜態(tài)方法，帶狀地形圖的測(cè)繪與路線平面/縱面的測(cè)量可以此為參考；在橋梁與隧道施工中，GPS可創(chuàng)建施工控制網(wǎng)，這只是它的一個(gè)基本應(yīng)用，事實(shí)上，可從RTK技術(shù)應(yīng)用中探索公路測(cè)量技術(shù)，對(duì)于公路工程而言，RTK技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐文財(cái)，吳清華.GPS在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2010（12）：225.

[2] 方廣友，宋玉軍，王忠義.GPS系統(tǒng)在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2005（9）：100-113.

[3] 方順賢.GPS技術(shù)在公路工程控制測(cè)量中的應(yīng)用思路探討[J].科技資訊，2011（9）：20-21.endprint