摘要：在GPS測量中，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK（Real-timekinematic）時差分定位是一種能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它的出現(xiàn)極大地提高了野外作業(yè)效率。GPS測量具有高精度、高效率等優(yōu)點，在控制測量領域得到廣泛應用。本文概述了GPSRTK技術(shù)的工作原理，介紹了GPSRTK技術(shù)在公路測量中的應用。
　　關鍵詞：GPSRTK、測量
　　一、前言
　　隨著交通事業(yè)的發(fā)展，公路建設工程日益增多，由于線路長、構(gòu)造物多，以及測量、施工要求質(zhì)量高、時間緊，傳統(tǒng)的測量方法已不能滿足新的要求。近年來，越來越多的先進儀器設備應用于測繪領域，特別是GPS的問世，極大地促進了測繪事業(yè)的發(fā)展。GPS衛(wèi)星實時定位分為RTD、RTK、和RTP三種，測繪應用中主要是前兩種形式。由于RTK技術(shù)能夠提供高精度的實時定位，速度快、精度高，測程遠、作業(yè)范圍廣，因此，RTK技術(shù)在測量和其他領域得到了廣泛的應用。
　　二、GPSRTK技術(shù)的工作原理
　　RTK系統(tǒng)由基準站和流動站組成。無論是在幾點間進行同步觀測的后處理，還是從基站將改正值傳輸?shù)搅鲃诱径挤Q為相對技術(shù)。測量級GPS接收機可以測出載波相位的差異，每一顆衛(wèi)星發(fā)射的整波數(shù)加上相位差異，就可以測出衛(wèi)星離地距離。在測量時，將基準站設在1個已知點上，流動站設在要測量的點上，然后通過無線電臺把基準站的所有衛(wèi)星信息及觀測信息連續(xù)不斷地傳給流動站，流動站根據(jù)接收到的基準站載波相位觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件解算后實時得到流動站三維坐標。這種動態(tài)測量模式一般要求基準站和流動站同時接收到4顆以上GPS衛(wèi)星，遷站過程中不能關機、失鎖。它的關鍵技術(shù)是初始整周模糊度的快速解算，數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)質(zhì)完成，實現(xiàn)高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院蛷娍垢蓴_性。RTK技術(shù)采用差分法降低了載波相位測量改正后的殘差及接收機鐘差、衛(wèi)星改正后的殘差和電離層、對流層折射等因素的影響，使測量精度達到厘米級。
　　三、GPSRTK技術(shù)在公路測量中的應用
　　1．繪制大比例尺地形圖
　　高等級公路選線多是在大比例尺（通常是1：2000或1：1000）帶狀地形圖上進行。用傳統(tǒng)方法測圖，先要建立控制網(wǎng)，然后進行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖，其工作量大、速度慢、花費時間長。用GPSRTK動態(tài)測量，在沿線每個碎部點上僅需停留幾分鐘，即可獲得每點坐標，結(jié)合輸入的點特征編碼及屬性信息，構(gòu)成碎部點的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息，而且采集速度快，大大降低了測圖的難度，既省時又省力。
　　2．工程控制測量
　　用GPS建立控制網(wǎng)，最精密的方法應屬靜態(tài)測量。對大型建筑物，如特大橋、隧道、互通式立交等進行控制，宜用靜態(tài)測量。而一般公路工程的控制測量，則可采用GPSRTK動態(tài)測量。這種方法在測量過程中能實時獲得定位的坐標。當達到要求的點位精度，即可停止觀測，大大提高了作業(yè)效率。由于點與點之間不要求必須通視，使得測量更簡便易行。在公路設計路線上作控制測量時，選擇合適的數(shù)據(jù)鏈方案，RTK技術(shù)就可在長邊動態(tài)測量中大顯身手。當邊長超過20km時，流動臺觀測15～30min后，就會發(fā)現(xiàn)解開始趨向穩(wěn)定，如果連續(xù)10min內(nèi)3維坐標分量的最大變動不超過±5×10-6D，且最后5min內(nèi)的互差小于2×10-6D，用戶可根據(jù)精度決定是否繼續(xù)觀測，從技術(shù)上杜絕成果返工的可能性。
　　3、線路勘測
　　在公路選線過程中．我們往往要按著勘測設計規(guī)范本著盡量減少占用農(nóng)田和少拆遷房屋并盡量利用舊路路基這樣一個原則，如何準確設計好道路中線使其符合設計要求，可以利用GPSRTK技術(shù)，用車載GPSRTK接受機做流動站，沿原路中線按一定間隔采集數(shù)據(jù)．選擇另一已知點為參考站，遇到重要地物．準確定位。最后將數(shù)據(jù)傳人計算機，利用Autocad軟件可以方便在計算機上選線。設計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后，需將公路中線在地面上標定出來，并得到中樁坐標及坐標文件。采用實時GPS測量，只需將中樁點坐標或坐標文件輸入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會自動定出放樣點的點位。
　　4、公路中線放樣
　　GPSRTK技術(shù)用于公路中線放樣的優(yōu)點有：實時動態(tài)顯示測量成果，現(xiàn)場指示性好；作業(yè)效率高，每個放樣點只需停留1～2s，流動站小組作業(yè)，每小組3～4人，每天可完成中線測量5～10km，且在中線放樣的同時完成中樁抄平工作；功能強大，可以進行二維和三維放樣，垂向偏置，根據(jù)測站與偏置距離法放樣，緩和曲線放樣，車載道路平整度檢驗，樁位存儲等功能，并能與全站儀進行數(shù)據(jù)自由交換。在作業(yè)過程中，RTK要求基準站和各流動站間通過建立數(shù)據(jù)通訊鏈來實現(xiàn)基準站數(shù)據(jù)向流動站的實時傳輸，并能對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行正確編碼和同步檢錯。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_與實時，必須綜合考慮傳輸格式、傳輸頻率、傳輸距離及傳輸數(shù)據(jù)量等多種因素。利用GPSRTK技術(shù)不受通視條件的限制，速度快、精度高，可以達到《公路勘測規(guī)范》要求，但在作業(yè)中要特別注意正確求解并輸入WGS-84坐標系統(tǒng)與國家坐標系統(tǒng)或地方坐標系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。用GPSRTK進行公路中線放樣的作業(yè)過程中應注意：在路線控制點上架設1臺GPS接收機作為基準站，其他流動站用于測設路線點位并打樁作業(yè)；據(jù)所設計的路線參數(shù)，利用路線計算程序計算路線中樁的設計坐標，也可由線路設計人員直接提供中樁表，一般按2m間隔計算中樁坐標，防止在現(xiàn)場有些中樁點落入水中或房屋中而無法標定；將路線中樁的設計坐標輸入到GPS電子手簿；在流動站上操作控制器，輸入要測設的中樁點號，按解算鍵，顯示屏可及時顯示當前桿位和到設計樁位的方向與距離，移動桿位，當屏幕顯示桿位與設計點位重合時，在桿位處打樁寫號即可；在每個樁位按控制器的記錄鍵，將每個樁位高程記錄于電子手簿，實現(xiàn)無紙化記錄；內(nèi)業(yè)將觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，利用軟件繪制縱斷面圖。
　　5、公路縱、橫斷面放樣
　　公路中線確定后，利用中線樁點坐標，通過繪圖軟件，即可繪出路線縱斷面和各樁點的橫斷面。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集來的，因此不需要再到現(xiàn)場進行縱、橫斷面測量，從而大大減少了外業(yè)工作。縱斷放樣時。先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中（如：各變坡點樁號、直線正負坡度值、豎曲線半徑）．生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來。隨時可以到現(xiàn)場放樣測設。橫斷放樣時，先確定出橫斷面形式（填、挖、半填半挖）．然后把橫斷面設計數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中（如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設計高），生成一個施工測設放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設。同時軟件可以幫助你自動與地面線銜接進行“戴帽”工作。并利用“斷面法”進行土方量計算。通過繪圖軟件，可繪出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖來。
　　四、結(jié)束語
　　RTK技術(shù)是GPS定位技術(shù)的一個新的里程碑。它不僅具有GPS技術(shù)的所有優(yōu)點，而且可以實時獲得觀測結(jié)果及精度，大大地提高了作業(yè)效率并開拓了GPS新的應用領域，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。由此可見，GPSRTK技術(shù)在公路工程中的應用將會越來越廣泛，給傳統(tǒng)的勘測方法帶來巨大的變革。