盛偉

摘 要：本文主要介紹GPS-RTK技術(shù)的原理和優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，總結(jié)了在徐鹽鐵路工程上的一系列的應(yīng)用，為以后相關(guān)的工程測量上提供參考。

關(guān)鍵詞：GPS；RTK；應(yīng)用

中圖分類號：U445.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0101-02

1 GPS-RTK技術(shù)簡介及原理

GPS實時動態(tài)的載波相位差分技術(shù)簡稱GPS-RTK技術(shù)，RTK定位技術(shù)是一種基于高精度載波相位觀測值的實時動態(tài)差分定位技術(shù)，基準站需將自己所獲得的載波相位觀測值及站坐標，通過數(shù)據(jù)通信鏈實時播發(fā)給在其周圍工作的動態(tài)用戶。流動站數(shù)據(jù)處理模塊使用動態(tài)差分定位的方式確定出流動站相對應(yīng)基準站的位置，然后根據(jù)基準站的坐標求得自己的瞬時絕對位置。

2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)缺點

優(yōu)點：（1）全天候作業(yè)，GPS-RTK作業(yè)可在不同的時間和地點持續(xù)運行，基本不受天氣情況影響。（2）測站間無需通視，即基準站和流動站之間不需要通視，只要確保兩站點上空無遮擋即可。（3）具有較高的定位精度，不會誤差累計，數(shù)據(jù)安全可靠，一般符合RTK作業(yè)的基本要求下，平面精度都可以達到1cm，高程精度2-3cm。（4）操作簡便，工作效率高，一般工程技術(shù)人員，稍加培訓(xùn)，即可上手使用，相比傳統(tǒng)的測量方法，RTK只需單人就可以作業(yè)，定位時間短，大大提高工作效率和節(jié)省人力資源。

缺點：GPS-RTK技術(shù)的缺點就是穩(wěn)定性較差，主要歸結(jié)于衛(wèi)星信號狀況、接收機鐘差、軌道誤差、天氣影響、電離層效應(yīng)、對流層折射、多路徑效應(yīng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)信號及人為原因的因素影響，導(dǎo)致GPS-RTK在作業(yè)的時候常常得不到固定解或者固定比較慢。

3 GPS-RTK技術(shù)在本項目上的應(yīng)用

3.1 項目概況

新建徐州至淮安至鹽城鐵路站前工程施工總價承包XYZQ-Ⅳ標段起止里程樁號為DK114+667.002～D2K161 +100.000，其中DK157+800=D2K157+800，標段位于宿遷市境內(nèi)，起于宿遷市宿城區(qū)，止于宿遷市泗陽縣，正線長度44.104km。特大橋2座，全長39023.73m：其中宿遷特大橋，全長13891.25m；京杭運河特大橋，全長25132.48m，中橋7座，小橋1座，涵洞10座。共1處制梁場，預(yù)制架設(shè)767孔箱梁。

3.2 GPS-RTK基準站設(shè)定及數(shù)據(jù)傳輸方式

3.2.1 基準站設(shè)定

通常在運用RTK技術(shù)的時候，把基準站設(shè)在測量區(qū)域的中間地帶，放置在較高位置，而且保證四周開闊、遠離大功率無線電發(fā)射源、高壓輸電線及大面積水域。

本項目是高鐵長大項目，標段總長44km，帶狀分布，線下分為四個架子隊，其中第一架子隊從DK114+667.02到DK126+000，第二架子隊從DK126+000到DK135+385.15，第三架子隊從DK135+385.15到DK149+900，第四架子從DK149+900到DK161+100，根據(jù)以上特點，全線共設(shè)立2個基準站，其中一號基站位于一二架子隊駐地（一二架子隊在一起），二號基站位于洋河制梁場駐地，大概里程分別為DK124+500、DK146+200，一號基站基本位于一二架子隊線路范圍的中間位置，供一二架子隊使用，二號基站基本位于三四架子隊線路范圍的中間位置，供三四架子隊使用，這樣一個基準站覆蓋在20km左右，從而保證信號穩(wěn)定性和測量放樣精度。

3.2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式

由于本項目線路較長，位于平原地帶，數(shù)據(jù)傳輸方式不適合運用電臺傳輸，相比較而言，網(wǎng)絡(luò)傳輸方式比較適用。網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)服務(wù)器共有3個，主要使用的是合肥海拓公司提供的服務(wù)器，其中一號基準站，IP：61.190.42.142，基站端口：6201，流動站端口：6202，二號基準站，IP：61.190.42.142，基站端口：6203，流動站端口：6204。備用的服務(wù)器有2個，檢測中心服務(wù)器和四架子隊自建服務(wù)器，主用服務(wù)器出故障或者停電，馬上啟用備用服務(wù)器，從而保證施工測量放樣工作照常開展。

3.3 坐標系統(tǒng)的建立（轉(zhuǎn)換參數(shù)）

本項目44km，共有2個投影帶， 即中央子午線為118°21′和119°。其中第一二三架子隊都在中央子午線為118°21′的投影帶中，第四架子隊在里程DK160+000之前的為中央子午線為118°21′的投影帶，在里程DK160+000之后的為中央子午線為119°的投影帶。根據(jù)項目特點以及多次實踐經(jīng)驗，全線根據(jù)四個線下架子隊的里程范圍和不同的投影帶，共劃分5個坐標系，分別為：一架子隊坐標系名：XY4-1dui；二架子隊坐標系名：XY4-2dui；三架子隊坐標系名：XY4-3dui；四架子隊坐標系名：XY4-4dui-118.21、XY4-4dui-119。每個坐標系分別獨立做點校正，求取轉(zhuǎn)換參數(shù)，使得轉(zhuǎn)換參數(shù)的殘差最小，滿足施工放樣的精度要求，這樣就要求每個架子隊必須使用各自的坐標系，其中四架子隊在DK160+000之后要切換到XY4-4dui-119的坐標系中，從而保證放樣數(shù)據(jù)的精度。

3.4 “道路專家”中道路文件編制和選擇使用

“道路專家”為徠卡GPS-RTK手簿的自帶軟件，根據(jù)本標段的斷鏈及投影帶情況，共分為三個道路文件，具體劃分如下：

文件名：XHY01.HLN 使用里程范圍：DK108+562.4768—DK116+845.9731

文件名：XHY02.HLN 使用里程范圍：DK119+175—DK160+000

文件名：XHY03.HLN 使用里程范圍：DK160+000—DK161+100

各架子隊根據(jù)所在的里程范圍，各自選擇需要的道路文件即可。

3.5 流動站測量放樣一般步驟

（1）建立作業(yè)以當(dāng)天日期為作業(yè)名，根據(jù)各自所在范圍選擇對應(yīng)的坐標系，建立作業(yè)，需放樣的理論數(shù)據(jù)單獨另建作業(yè)，不要把要放樣的數(shù)據(jù)與測定的數(shù)據(jù)放在一個作業(yè)里。

（2）放樣之前，選擇鏈接各自所需的基站，獲得固定解之后實測測區(qū)附近控制點或加密點，比對坐標差值，在允許范圍內(nèi)，方可進行測量放樣工作。

（3）選擇好存放待放樣點坐標的作業(yè)，將紙質(zhì)版理論數(shù)據(jù)輸進該作業(yè)里，到放樣模式里調(diào)出放樣點坐標進行實地放樣，再實測該點坐標，保存到當(dāng)天工作作業(yè)，調(diào)出實測點坐標與紙質(zhì)版理論數(shù)據(jù)比對檢核，如有問題，查找原因，重新放樣檢核，最后將放樣點實測坐標數(shù)據(jù)記錄到局測量中心定制的原始記錄本上，再次核對紙質(zhì)版理論數(shù)據(jù)。

（4）每個墩的第一根樁基放樣，RTK要重新開關(guān)機測量放樣兩到三次，條件允許的情況下，使用全站儀復(fù)測一次，避免RTK“假鎖”小概率事件的發(fā)生導(dǎo)致測量出現(xiàn)粗差。

（5）放樣結(jié)束后，再次實測附近控制點或加密點，比對坐標。

（6）現(xiàn)場使用鋼卷尺檢查所放樣點之間的相對尺寸。

（7）各架子隊測量負責(zé)人要對當(dāng)天測量放樣的原始記錄進行檢查核對。

4 RTK在項目初期及線下構(gòu)筑物施工階段的測量放樣應(yīng)用

4.1 大臨設(shè)施建設(shè)、原地面復(fù)測及征地紅線放樣

項目進場籌備期，大臨設(shè)施建設(shè)階段，設(shè)備和人力資源不充分，使用RTK進行臨建、原地面復(fù)測及征地紅線的測量放樣，能快捷高效，節(jié)省人力成本。同時也能滿足放樣精度的要求。

4.2 線下構(gòu)筑物施工階段的測量放樣

線下構(gòu)筑物施工階段的測量放樣，主要是樁基放樣、承臺開挖線放樣及承臺放樣和承臺模板驗收。一般群樁樁基允許偏差±5cm，使用RTK測量放樣完全能達到精度要求。承臺開挖線放樣要求精度不高，RTK放樣完全滿足要求。對于承臺放樣和模板驗收的測量精度要求稍高，承臺軸線一般要求±1.5cm，這需要測量過程中嚴格控制對中桿的垂直度，對每個測量放樣點采取多次觀測取平均值的方法，再加以全站儀抽檢，以保證測量放樣精度。在使用RTK測量放樣的過程中要注意檢核。放樣前要復(fù)測控制點進行檢核，在實測坐標與理論坐標偏差平面在1cm以內(nèi)、高程在2cm以內(nèi)，才能進行測量放樣工作。在RTK測量放樣特征點之后，要用鋼尺檢核一下特征點之間的內(nèi)部尺寸，以保證測量放樣點的可靠性。

5 GPS-RTK測量精度驗證

為了驗證放樣結(jié)果的可靠性，在對凈空條件、天氣情況良好的條件下對同一個點分別用RTK和1秒級全站儀進行了測量。并對2種儀器測量所得的坐標進行比對，較差比對結(jié)果見數(shù)據(jù)表1。

由表1可見，各點的平面偏差在1cm以內(nèi)，高程偏差在2cm以內(nèi)，由此可見，RTK測量能滿足線下構(gòu)筑物測量放樣的精度要求。

6 結(jié)語

本文總結(jié)了在長大線徐鹽鐵路XYZQ-Ⅳ標工程項目上GPS-RTK測量技術(shù)的運用，為以后的同類項目提供參考依據(jù)。

參考文獻

[1]曾濤.淺析GPS-RTK技術(shù)在公路工程測量中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2013，36（2）：26.

[2]靳石民.關(guān)于GPSRTK與全站儀在工程測量中配合使用的探討[J].黑龍江科技信息，2012，（23）：49.