道路工程测量中的RTK技术应用

道路工程测量中的RTK技术应用

作者：林鉴善邢亮校飞燕

来源：《城市建设理论研究》2013年第21期

摘要：随着我国经济的快速发展，对于道路工程测量技术的要求也越来越高，而RTK技术则很好的满足了这一点。本文介绍了RTK技术的基本原理和本身具有的特点，对其在实际工程测量中的应用进行了分析，指出了其在道路测量中的具体应用，提出了其广阔的发展前景

关键词：工程测量；RTK技术；应用

中图分类号：[U24]文献标识码：A 文章编号：

在传统的道路运输工程测量中，有道路初测、道路定测两阶段的内容，使用到的方法有：导线测量、高程测量、水准测量和截面图的测绘。在现有的测绘技术中，使用全站仪配合测图软件进行地图的绘制，在进行绘制过程中要对所测的地貌中碎部点进行测定，保证测站能够对碎部点进行通视，平均3至4人负责一台机器的监控，在拼图过程中严格按照规范操作，保证拼图的精确性，减少外业反测。在常规的测量方法中由于受到横向通视和测量条件的限制，作业的强度较大、结果的准确率较低，使得设计时间持续比较长，不能够满足工程测量中高效、快速、准确的要求。采用RTK技术在不使用布设控制网的前提下就能够实现测量的目的，速度较快，准确率较高，有效提高了道路工程测量的工作效率。

1 RTK技术简介

1.1技术原理

在进行测量的过程中，采用无线数据通讯是保证其测量效果的重要条件。RTK技术的工作原理在于以点位精度较高的首级控制点为基本参考点，参考站设置为接收机，同时对卫星进行连续观测，流动站中的接收机对卫星信号进行接收，与此同时，还要利用无线电的传输设备对基准站获得的数据进行有效接收，同时由计算机进行计算，并显示出具体的坐标和测量的结果。采用这种方式就能够对观测所得数据的质量和解算结果的统计情况进行实时监测，并按照测试点的精度要求指标进行观测时间的确定，减少不必要的观测，保证观测的效果。其工作原理图如下：

1.2系统组成

在RTK系统中主要包括基准站接收仪器、数据链和移动接收机。同时采用两台定位接收机进行卫星信号的接收，分别在已知的坐标点作为基准站使用和作为移动站使用。基准站在该点的坐标基础上得出和其他卫星间的距离改正数并传送给移动站，为移动站提供方定位结果改正的依据，提高定位的准确率。RTK系统能够实施的提供出三维定位所得出的结果，其精度能够达到厘米级。

1.3技术特点

RTK是一种先进的测量技术，市政工程能够利用它实现工程的高效测量，其本身存在着一定的优缺点。

（1）工作效率高。设置RTK站在一般的地形地势下能够实现4km以内的测量，改变了传统的测量中对于控制点数量的要求，同时也减少了测量仪器的使用站数，减少了操作人员的设置，一人就能够实现操作过程，劳动的强度较低、效率较高。

（2）定位准确率较高。在满足基本工作条件并且在固定的作业半径范围内，RTK的平面和高程精度就能达到厘米级。

（3）长时间作业。在进行RTK的测量时，要求能够实现对电磁波的通视要求，和传统的测量方法相比，RTK不会受到外界通视条件、气候、时间、季节的限制，在作业难度较大的地区也能够开展高效的作业，使测量工作进行地更快，质量更高。

（4）受卫星状况的影响。当卫星的系统位置对一些地区的影响呈最佳状态的时候，其他地区就不能很好的收到卫星信号，在此过程中进行测量容易产生数值不准确。在城市中由于受到高层建筑的影响，卫星信号长时间被遮挡，使测量的操作时间大大减少。

（5）受空中环境的影响。在中午时分，测量会受到来自于电离层的干扰，由于公用的卫星数量较少，因此就需要大量时间进行数据接收的初始化，严重影响测量工作。

（6）数据的传输受到干扰，作业范围较小。RTK数据的传输很容易就会受到障碍物的影响，数据在传输的过程中被削弱，在一些山区和高达建筑物密集的地区信号的传输会受到限制。

（7）初始化频率较高。在山区或建筑物密集的地方作业，卫星信号容易受到阻挡，引起失锁，因此在进行RTK作业时就会频繁产生初始化的现象，使测量的结果和效率受到严重影响。

（8）高程异常问题的产生。在进行RTK的高程转换时必须要保证其精确性，但在我国的一些山区中存在着较严重的高程异常，严重影响了定位高程转换工作，转换的精度较低。

（9）精度和稳定性较低。由于受到卫星状况和天气、数据传输等多方面的影响，测量的精度和稳定性较低。

2 RTK技术在道路初测中的应用

2.1绘制地形图

在对等级较高的公路进行测量时多时选用大比例的带状地形图中进行测绘，一般选用传统的测土方法，在建立控制网的基础上进行碎步测量，大比例地形图的绘制花费时间较长、速度较慢，采用实时的定位动态测量能够产生碎部点所需要的数据，在室内通过对数据的收集即可完成绘图工作，在碎部点的采集过程中只需要对其坐标和属性信息进行收集就能实现地形图的绘制，速度较快，工作效率较高。采用RTK对碎步地形进行测绘，只需要一个人在地貌的碎部点中观测三秒左右就能够完成碎部点的采集，并能够保证点位的精度。

2.2控制测量

利用定位系统建立起相应的控制网，其结果最准确的方法为静态测量。在大型建筑物的测量过程中，例如：桥梁、隧道等可以采用静态测量。在一般的工程的测量中可以采用RTK控制测量的方法，保证测量的定位精度。在点与点之间没有同时的要求，测量的过程更加简单。测量成果的比较如下图:

2.3勘测线路

在进行道路的线路选择过程中，要根据勘测的设计规范进行实施，尽量绕过农田和房屋的范围，在原有道路的基础上进行修建，利用GPS RTK技术设计出效果更好的道路修建路线。将车载GPS RTK作为移动接收站点，在原有的路线中间隔性的收集数据，并将一直站点作为参考站点，保证定位的准确性，然后将数据保存在计算机内，并进行线路的选择。经过设计人员在大比例的地图中定线后，将图中的线路在实际中标示出来，获得相应的坐标文件。之后利用实时定位测量将坐标文件输入到电子手薄中，系统软件就可以自动生成放样点，由于点与点的测量具有相对独立性，因此不会产生误差的累积现象，各个放样点的精度基本保持一致。

3 RTK技术在道路定测中的应用

在点间的通视情况较好的条件下可以采用常规的放样方法，在进行设计点位的放样时要对目标进行不断的移动，同时要有2人以上共同操作，产生的测量效率不高。利用RTK技术进行道路定测能够实现采用简单的数据计算确定待定点，将待定点的坐标获得的数据和所在线路上的定点上传到电子手薄中，为作业现场的定线提供有力的依据。RTK的使用能够有效提高放样的效率，对于操作人员的数量要求较少。在目前使用的定测设备中，除了具有放样的功能外，还具有直线放样和曲线放样的功能，因此，在了解到曲线设计参数的前提下也能够实现定线的顺利进行。

3.1道路的中线测量

道路的路线主要分为直线、圆曲线和缓和曲线，在进行放样时，要对坐标的转换参数进行计算，将测量结果转变为坐标系统，然后只需要输入主点的桩号、方位角等就能够进行操作采用这种方法不仅简单有效，而且计算的结果准确性更高。