GPS测量技术在公路测量中的原理及应用

3.2 RTK技术在公路测量中的应用

实时动态(RTK)定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS(RTDGPS)技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。GPS静态定位、准动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，同时无法及时对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题可通过延长观测时间来保证测量数据的可靠性，但这样一来则降低了GPS测量的工作效率。实时动态定位(RTK)系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样我们使用者就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少沉余观测，提高工作效率。

动态定位在公路中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS前端数据采集。测量前需要在一控制点上静止观测数据，实时确定采样点的空间位置。目前，其定位精度可以达到厘米级。

动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景，可以完成地形测绘、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。整个测量过程在不需通视的条件下，测量1～3s，精度就可以达到10～30mm，有着常规测量仪器(如全站仪)不可比拟的优点。RTK技术具有很大的优点：实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)；彻底摆脱了由于粗差造成的返工，从而提高了GPS作业效率；作业效率高，每个放样点只需要停留1～2s，流动站小组作业(1～3人)可完成中线测量5～10km。若用其进行地形测量，每小组每天完成0。8～1。5(km)3的地形测绘，其精度和效率是常规测量所无法比拟的；在中线放样的同时完成中桩抄平工作；应用范围广—可以函盖公路测量(包括平、纵、横)，施工放样，监理，竣工测量，GIS前端数据采集诸多方面；如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

对于我们工程单位来讲，GPS静态定位和动态技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。生产过程中采用常规方法和GPS技术相结合生产流程可以极大的提高生产效率。随着GPS技术特点是RTK技术的发展，其初始化时间越来越断，跟踪能力也越来越强，精度越来越高，可靠性越来越强，有着良好的性价比。

3.3 公路控制网的建立

按GPS勘测规程要求，每0。5～1km间设一控制点，其等级依公路等级而定。现以高速公路和500～100m特大桥及1000～2000m中长隧道为说明GPS网的建立方法。

根据规范，高速公路要求的控制等级为一级小三角或一级导线。因此，做等级控制时必须使首级控制点交子这一等级，而首级控制必须做到四等以上。为此，在搜集资料时必须把测区内的国家三、四等控制点资料搜集齐全。同时，在布设首级控制网时应在5～10km内布设一首级控制点，以便发展加密控制。

在确立布网等级和方案后，可按以下步骤建立公路控制网。(1)选点。以选线及控制人员为主，选择便于工作及以后应用的点位。(2)埋石。按勘测规范要求，埋选标石，并现场做好点记。(3)实测。根据所使用的仪器标称精度和规范的相关要求进行实测。(4)进行平差及精度评定。根据实测结果进行平差计算，并进行精度评级。精度满足所需等级要求即告完成。这样，就可建立起高速公路GPS控制网。

3.4 GPS控制网的应用

建立公路GPS控制网后，共主要用途可体现在以下几个方面：

(1) 公路航测成图时要有相应的控制依据，可用GPS控制网控制航向和区域宽度。

(2) 在用其他方法测图时，GPS控制网可选用首级控制和图根控制来应用。

(3) 在公路勘测阶段，可以GPS控制网为基础进行放线及构造物的施放，可大大提高测设精度及原始数据的提取精度。

(4) 在施工阶段，根据设计要求可以GPS控制网进行实地放线及构造物的放样。

(5) 在改造公路时，利用GPS控制网可以对公路进行有效的改造。

3.5 公路中线测量

设计人员在大比例带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用实时GPS测量，只需将中线桩点的坐标输入GPS接收机中，系统就会定出放样的点位；由于每个点的测量都是独立完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。

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