浅谈RTK技术在公路测量中应用
[摘要]介绍RTK技术的发展由来、组成、测量方法并介绍RTK技术在公路测量中的应用。
[关键词] GPS RTK技术 公路测量 应用
一、RTK技术发展由来
目前，全球有美国GPS全球定位系统、俄罗斯GLONASS全球定位系统、欧洲伽利略全球定位系统、我国正在完善建设的北斗星全球定位系统。其中GPS开发最早，应用更为成熟。其具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
二、 RTK的作业技术特点
1、RTK的设备组成
RTK测量系统一般由以下三部分组成：GPS 接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，是实现实时动态测量的关键设备。
2、GPS的软件作业环境
RTK要求实时提供移动站指定点的三维坐标，并完成相对应的坐标转换和投影计算，将GPS所接收的WGS84坐标转换成自己所需的当地坐标或工程坐标。此过程都在RTK手簿软件中完成。
3、GPS的测量方法
动态及差分技术适合于实时或后处理测量，快速静态技术适合于后处理测量。
①实时动态测量
实时动态测量一般用5个或更多卫星到基站和流动站的相位进行测量。为了得到厘米级的测量精度，测量前必须初始化。
测量中，若收到的卫星数目少于四颗一下，当卫星数升至4颗或以上时，需要重新初始化。
②静态测量
静态测量可以用作是最高精度的测量，但其所需时间根据边长长短大约要30分钟至1.5小时。静态测量需要经过后处理才能得到高精度的数据。
静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量；快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量；而RTK 系统整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点，完全可以满足数据采集和工程放样的要求。
三、RTK的使用条件
1、不需要很强的光线，必须要对天光学通视。所谓对天光学通视，就是从地面要看的见比较大面积的天空，因为RTK使用的是人造卫星，卫星和RTK之间是通过无线电信号进行通讯的，由于距离非常遥远，卫星大概在
2、RTK的两台主机不需要光学通视。RTK一套是由2台主机组成的，一台基准站即架设好以后固定不动的，一台移动站即用来流动工作的，他们二者之间不需要光学通视，所谓不需要光学通视就是两台主机的连线上可以有障碍物。RTK两台主机之间需要通信使用无线电信号，是通过基准站的外挂电台来实现，使用的无线电频率为460MHz，波长要比可见光长得多，基准站使用的无线电波长为
三、RTK技术在公路测量中的应用
目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低，大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造，在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制原理，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为桥梁，隧道建立施工控制网等等。
1、绘制大比例地形图高等级公路选线多是在大比例尺（通常是1：2000或1：1000）带状地形图上进行，用传统方法测图，先要建立控制网，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。其工作量大速度慢，花费时间长。用实时GPS动态测量，构成碎部点的数据。在室内即可由绘图软件成图，由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，大大降低了测图的难度，既省时又省力。
2、工程控制测量用GPS建立控制网，最精密的方法应属静态测量。对于大型建筑物，如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制。宜用静态测量。而一般工程的控制测量，则可采用实时GPS动态测量。这种方法在测量过程中能实时获得定位精度。当达到要求的点位精度，即可停止观测，大大提高了作业效率。由于点与点之间一要求必须通视，便得测量更简便易行。
3、公路中线测设设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路在地面标定出来。采用实时GPS测量，只需将中线柱点的坐标输入GPS接收机中，系统就会定出放样的点位。由于每个点位的测量都是独立的完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。
4、公路纵、横断面测量公路中线确定后，利用中线桩点坐标，通过绘图软件，即可给出路线纵断面和各桩点的横断面。由于所用数据都是测绘地形图时采集来的，因此不需要再到现场进行纵、横断面测量。从而大大减少了外业工作。如果需要进行现场断面测量时，也可采用实时GPS测量。与传统方法相比，在精度、经济、实用各方面都有明显的优势。
5、施工测量实时GPS系统既有良好的硬件，也有极丰富的软件可选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷。精度可达到厘米级。
6、变形观测变形监测网具有毫米级的精度，比一般工程控制网高一个数量级。实践表明，如果用较长的观测时间，分几个时段进行观测，并采用强制对中，观测时天线指北等措施，长度不超过
四、RTK技术在公路测量中的应用前景
随着我国国民经济的快速增长基础设施建设大力发展，各等级公路建设发展迅速，这就对勘测设计、施工测量放样提出了更高的要求，随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已实现数字化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持；建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是公路勘测设计“内外业一体化”的要求，也是影响高等级公路设计技术发展的关键所在。其实，公路测量的技术潜力蕴于RTK技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用，有着非常广阔的前景。
五、总论
实时动态RTK技术在公路勘测中的应用，对等级公路的勘测手段和作业方法产生了重大改变，极大地提高了勘测精度和勘测效率。虽然受高楼、大树、高压线影响比较大，在地形测量中各个环节都可能带来平面及高程的测量误差，平面及高程模型的处理不当也可能会带来误差。但随着我国经济的发展，测绘事业的发展，在GPS RTK全剪辑硬件方面不断开发完善，其存在的弊端将逐步改善。对公路勘测、施工和后期养护等方面有着广阔的应用前景。
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