公路测量中GPSRTK技术的应用

公路测量中GPSRTK技术的应用

夏攀

广州建通测绘地理信息技术股份有限公司广东广州510000

摘要：GPSRTK测量技术是近年来新兴的一种公路测量技术，这种测量技术对于以往的测量技术进行了一种颠覆。GPSRTK测量技术能够在测量过程中直接完成对于测量目标的空间坐标的测量，进而减少了在工程实时测量过程中的步骤。本文结合自己的实际工作经验，对于GPSRTK测量技术的概念内容与测量原理都做了介绍，并在测量过程中需要注意的事项进行了说明。

关键词：公路测量；GPSRTK测量技术；应用与探究

随着我国基础工程的建设与发展，在公路测量过程中对于相关测量标准的要求越来越高。以往所使用的常规测量方法，比如GPS测量方法，一般都需要经过测量以后对测量数据进行计算才能获得所测数据的cm等级的测量精度[1]，这导致公路的测量过程比较麻烦。与传统方法相比，全站仪自动化程度高，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机惊喜数据处理或进入自动化测绘系统。通过发明GPSRTK这种测量技术以后，可以非常容易的测得数据的cm等级的测量精度，而且通过对测量载波相位的实时分析，实现了测量数据的动态分析方法，这对于公路的数据测量以及放样测量等都带来了极大的帮助。

一、GPSRTK测量技术的概念与测量原理

1.1GPSRTK测量技术的概念

RTK（RealTimeKinematic）全称为实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，它由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成。

在基准站上安置1台接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）[2]。

1.2GPSRTK测量技术的测量原理

在GPSRTK测量技术的测量过程中，RTK的基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态。可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在确定整周未知数后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。这样不仅节省了人力，物力和财力，而且大大地提高了作业效率。RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率。

二、GPSRTK测量操作及注意事项

2.1测量操作流程

采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成，而且还知道观测质量如何。如果把RTK用于公路、铁路、水利工程等各种控制测量，不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且能够大大提高工作效率，其操作流程图如下：

2.2注意事项

（1）让客户提供控制点的时候最好是三个点以上，两个点很容易出问题，并且高程不易控制，而且有多余点就可以进行检核。

（2）选择地方架设基准站最主要的是看周边环境时候开阔、有没有大面积水源、有没有大功率的发射设备，如移动或者联通的基站、地势是否比较高等因素进行综合考虑。

（3）在架设基准站的时候要考虑到电台的信号能够覆盖到整个测区。

（4）在作业前要仔细的检查电瓶的电量，否则可能导致工作中电量不足。

（5）在作业前要检校基座，否则整平和对中的误差会对测量的结果有很大的影响。

（6）如果是用gsm/gprs作业的时候，在作业前要检查卡内的余额。

（7）在做控制点测量的时候一定保持对中和水平，控制点联测的精确度对测量结果的影响比较大。

三、GPSRTK测量技术的在公路测量中的应用

3.1GPSRTK测量技术的应用优点

GPSRTK测量技术在公路的测量过程中，可以通过GPS系统进行准确的定位。这也是RTK测量技术与其他测量相比具有分一个非常明显的优势。在测量的过程中，应用RTK测量技术的测量作业效率非常高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完几公里到几十公里半径的测区[3]。同时基VRS，并以网络通讯为数据链的RTK是新的RTK测量技术，通过网络代替当前的电台传输，大大提高RTK的测量效率。RTK测量的定位精度也要比其他测量技术高，而且数据安全可靠，没有误差积累。通常只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。

在测量过程中，RTK横轴测量操作简便，容易使用，数据处理能力强，这是GPSRTK测量技术的主要优势。而且自动化、集成化程度高，测绘功能强大，RTK测量技术可针对各种测绘内、外业进行测量。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作极大减少，减少人为误差，保证了作业精度。

3.2GPSRTK测量技术的应用不足

不过也需要注意的是，虽然GPSRTK技术与常规仪器相比有很多优点但经过实际工程实践证明GPSRTK技术也存在着一些测量数据不准确的现象。由于RTK受卫星状况限制。在当今世界上有些国家在某一确定的时间段还存在着不能很好地被卫星所覆盖。例如在中、低纬度地区每天总有两次盲区每次20～30min。盲区时卫星几何图形结构强度低，RTK测量很难得到固定解[4]。同时由于信号强度较弱，在对空遮挡比较严重的地方GPS无法正常应用。而且RTK工作受电离层影响也比较严重。白天中午前后受电离层干扰大、共用卫星数少，因而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。根据工作经验，每天中午12～13点RTK测量很难得到固定。这造成在利用RTK进行测量时，测量的数据不准确或者定位偏差过大。而且在一些山区、林区等偏远地区进行测量作业时，由于GPS卫星信号非常容易被阻挡或者造成信号强度低、卫星空间结构差、容易造成失锁、重新初始化困难甚至无法完成初始化，影响测量数据的准确性[5]。

四、结束语

总之，GPSRTK测量技术是公路测量技术中的一项先进测量技术。应用RTK技术测量更加简便灵活，而且测量精度更准确。虽然会在测量过程中受到卫星信号不稳定的影响，但是随着信息技术的发展，数据信号传输之间的稳定性越来越高，那么GPSRTK测量技术的稳定性以及应用水平也将越来越成熟。

参考文献：

[1]罗庆，卢建康.GPS定位技术在道路勘测中的应用[J].公路交通科技，2015，04：155-157+160.

[2]陈贺新，沈祥云，俞忠伟，邱建忠.GPSRTK技术应用研究[J].公路交通科技，2014，08：158-160.

[3]李永胜.GPS-RTK技术简介及在公路测量中的应用[J].北京测绘，2015，01：16-19.

[4]黄新祥.GPS及其RTK技术在公路勘测中的应用探讨[J].地矿测绘，2015，01：26-27.

[5]贾秀丽.GPSRTK技术在公路工程中的应用[J].龙岩学院学报，2014，03：60-62.