GPS-RTK技术在山区公路测量中的应用

GPS-RTK技术在山区公路测量中的应用

张学灵

广东水电二局股份有限公司广东广州511340

摘要：在野外进行实时测量的时候，采用RTK技术来进行其精度可以达到厘米级，并且在一定程度上还有着非常好的实时性以及良好的测量效率。RTK技术与公路勘测以及放样等进行比较有着非常明显的优势，因此，GPS-RTK目前在道路工程数据收集中得到了非常广泛的使用和推广。GPS-RTK技术在应用的过程中不会受到其他因素的限制，在一定程度上可以有效的保证测量数据的精准性，从而使工程测量的进度可以得到有效的提升。GPS-RTK技术在山区公路的测量中发挥着十分重要的作用，本文主要结合GPS-RTK技术在山区公路测量中的应用进行了分析。

关键词：GPS-RTK技术；山区公路；基准站；流动站；精度分析

结合山区的实际状况可以看出，在山区位置存在着高差大以及地形复杂多变等特点，另外在山区还会经常出现雨雾天气，在出行时不能提供很好的通视条件。在对山区公路进行施测的过程中，采用传统的水准测量以及三角高程的测量方案，在测量的过程中存在着一定的难度，并且测量的结果也很难实现一定的精准度，但是如果采用GPS-RTK技术就能对这些问题进行有效的解决，在应用的过程中可以有效的提供每一个测量点的三维坐标，并且对于测量范围内的站点之间不需要提供通视的条件，而且测量的时候也不会受到天气以及一些其他因素的影响，可以充分的满足山区公路测量时的各种相关要求。

1、GPS-RTK技术在山区公路测量流程

（1）布设测区控制网：从准备测量路线的几个明确的点开始，然后按照异步闭合网形式沿着路线进行GPS控制网的布设，如果是在山区比较平缓的条件下，一般控制点最恰当的距离是控制在3~4Km之间，如果是在山区起伏比较大的情况下，这时候可能GPS卫星信号会受到一定的阻挡导致信号比较弱，这时候需要结合实际情况将控制点的距离设置在3Km之内。

（2）明确控制点位：当控制网布设完成之后，通过静态观测对每一个控制点的位置进行明确。

（3）RTK质量控制：选择一个位置比较合适的控制点作为基准站，然后在周边最近的位置联测其他控制点进行RTK的质量控制。

（4）坐标系转换：在控制器内输入控制点的WGS48以及地方坐标系的结果，然后在利用随机软件以及网平差计算得到WGS48坐标系以及地方坐标系的转换参数与高程的拟合参数。

（5）测定道路中线桩的实际点位：在进行测量之前需要将道路中线桩的设计坐标输送到RTK相应的坐标库中，因为在这个时候已经完成了相应的坐标系转换与高程的拟合，所以在之后就可以对中线桩进行实地放样，然后爱设定的位置做好相应的标记工作。

（6）中线放线的方法：GPS-RTK技术自身就具备了很多种放样的方式，在道路中放线的时候普遍会采用放样点的平面位置。第一要先到达RTK手薄的点位放样显示面，然后将放样的点号进行准确的输入，这个时候RTK手薄就会立刻显示出放样点的相关数据信息，同时还会自动分析出导航的有关数据，然后将放样点的位置显示在导航图的中间位置。通过GPS-RTK技术可以有效的测量出RTK天线的位置以及地方坐标系下的相关距离，然后在显示出目前RTK天线应该移动的方向。当RTK天线的位置与放样点的位置两点之间出现重合现象的时候，相应的就可以得到放样点的具体位置，在这个时候就可以收集放样点的实地坐标以及高程，然后在将数据存放在坐标文件当中。

（7）最后一步是将收集到的数据进行整理然后在进行输出。将收集到的点位坐标以及设计坐标两者之间进行比较，主要是为了防止在过程中出现误差，其中收集到的中线高程可以用在之后的道路纵横断面的测量工作当中。

2、GPS-RTK技术在山区公路测量中的应用

2.1测量仪器

以某山区的一级公路为例，RTK所需要的仪器是Trinble5700-RTK，仪器实时动态标称精度为水平10mm+2DX10-6，垂直为20mm+2DX10-6；快速静态标称精度水平与垂直一样都是10mm+2DX10-6，其中D所表示的是测量基站的实际距离。

图1某山区公路线路简图

2.2布置控制点

首先结合实际情况进行控制点的布置，先在A点位置向35度大概1.7Km与东北向55度距离大约2.3Km的控制点作为起点，然后一共布设48个四等GPS点组成异步闭合控制网，通常情况下每一对控制点的距离为2.8Km，并且每一对控制点之间的距离保持在0.6Km以内。然后需要连续进行一天的静态观测然后得到每一个控制点在WGS84下的点位坐标以及大地高。然后经过计算和分析得出WGS84坐标系以及地方坐标系的转换参数与高层的拟合参数。

2.3质量控制

在距离AB段山顶很近的控制点设置基准站，在初始化的工作完成了之后，需要连续进行12小时周边各个控制点的联测工作，大概是每隔五分钟定定位数据进行一次采集，最后将采集到的数据对这次的测量工作进行质量的核对控制。

3、精度分析

3.1RTK测量精度与遮挡物影响的关系

因为受到一些测量条件的限制，在进行测量的过程中，通常情况很难躲开一些遮挡物进行信号的接受，数传电台进行无线电信号传输的时候也很难避开这些遮挡物。这次测量是在BC段之间的森林进行的，首先在这个地点很难对树木的遮挡有效的躲开，所以选择在树木比较稀少的地方进行测量。在这次测量的过程中初始化的信息保存健全，数据链通讯也相对稳定，同时点位移与高程的误差都不大，与地形比较符合。但是在树木比较茂盛的位置进行测量，测量的进展就会受到一定的影响，另外通讯信号发射塔以及高压线周边测量的结果偏差比较大，使测量结果很难实现一定的精准度。如果是距离超出400m之后基本就可以保持稳定，但是在400m之内测量过程还是需要按基本的方法来进行。

3.2RTK测量精度与基准站点位之间的关系

在测量的过程中一定要对基准站和测量之间的距离进行有效的把控，在一定程度上两点之间的距离将会直接影响到RTK测量的精准度，通常情况下点位与基准站之间的距离需要保持在5m之内。另外，还需要对基准站与测量高差之间的距离进行认真的分析，主要是为了方便选择相同水平距离不同高差的点位给予对比和测量，基准站与最终测量的高差对于RTK的测量精度来说基本不会造成什么影响。

4、结语

在山区公路测量中采用GPS-RTK技术，通过相关的实践可以看出，RTK技术运用于山区公路可以有效的提高工作的效率，同时减少施工的时候以及工程成本的投入。另外RTK技术的测量结果还具有精度高以及方便快捷的显著特点，在地形比较复杂点的山区中发挥出了很好的优势，同时也更有利于山区公路的根本性变革和发展，为山区公路工程测量实现了一条全新的技术途径。

参考文献

[1]韩棚举,王经国.GPS-RTK测量技术在公路工程测量中的优势[J].科技视界,2013,05:84+102.

[2]杨兆祥.GPS-RTK技术在公路测量中的应用前景探讨[J].林业科技情报,2010,04:74-75.