道路测量论文

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网络RTK技术在道路测量中的应用

摘要：网络RTK技术具有实时性、精度高、可靠性强、工作范围大、精度分布均匀等特点。本文主要介绍了CORS系统的组成及网络RTK技术在道路工程测量中的应用。

关键词：CORS系统道路工程测量

1.引言

近年来，随着CORS基站的相继建立，并成为重要的地理空间数据基础设施，此技术中的网络RTK因其高效性和经济性，成为测绘技术中的新宠。本人就网络RTK的工作原理及在道路测量中的应用情况简单介绍如下。

2. CORS系统的组成

在全球范围内，面向厘米级高精度实时动态定位服务的多功能连续运行参考站系统（CORS）是全球定位导航系统技术发展的产物。它是由一个或若干个固定的、连续运行的参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网（LNA/WAN）技术组成的网络，实时地通过GSM/GPRS无线电话或互联网向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动的提供经过检验的定位、气象等不同类型的数据信息，以及其它有关服务。CORS系统是由卫星跟踪基准站、系统控制中心、用户数据中心、用户应用及数据通信5个子系统组成。CORS系统重点提供与位置信息有关的数据，其主要技术方法有虚拟参考站法

（VRS）、区域改正参数法（FKP）和伪参考站法（PRS）。虚拟参考站法是各连续运行参考站将观测数据通过数据通讯网发给控制中心，移动用户向数据处理与控制中心发送自身概略坐标（NMEA格式）；控制中心在用户概略坐标处产生一个物理上不存在的虚似参考站，并利用网络参数建立空间相关误差模型，估计流动站与主参站间的空间相关误差，进而建立虚拟观测值，将虚拟基站的差分改正信息通过数据链传输给移动用户；区域改正参数法采用零差分处理技术，即利用非差相对定位模型GPS原始数据对高精度轨道误差、大气层误差、卫星钟误差等即时分析监测，模拟各项误差的数值，然后再按用户的位置推算出区域改正的RTK数值发布给移动用户；伪参考站法与虚似参考站法近似，但以距离流动站约5公里之处建立一伪参考站，把伪参考站的大地坐标值储存于RTCM Type3格式内，系统计算出伪参考站的区域改正值，供流动站改正距码和载波信号。

通过建设CORS系统，建立了城市空间基础设施的三维动态地心坐标参考框架，并建立起城市独立坐标、国家坐标（北京54、西安80、CGCS2000）和国际标准地心坐标（WGS84)转换关系，通过已建立的似大地水准面模型结合GPS定位技术所测得的三维坐标中的大地高可分离求解出正常高，可供测绘工程直接使用。

3. 网络RTK在道路测量中的应用

道路测量包括：控制测量、地形图测量、中线放样、纵、横断面测量等。一般测绘技术路线主要有两种，一种是利用全站仪、水准仪

等设备，从已知点起算，逐步测量，求得所需数据。二是利用GNSS 接收机，采用单基站模式，通过接收卫星信号，利用地面已知点校正，来求取待定点坐标。其弊端是每次测量，基准站必须设立一基站点，向流动站发布信号，制约了流动站作业范围，且精度随着距离的增加而增大。采用网络RTK，只需与CORS系统联系，便可作业，大大提高了效率和精度。

3.1控制测量

对于一般性市政道路，可沿规划道路走向，在路幅外侧布设RTK 控制点，点位在选择时应注意避开强磁场，如高压线、发射塔，同时应避免仪器周围有大面积水域、树木、建筑等。观测前，精确架设仪器，量取仪器高，并将仪器高度截止角设置在15度，在PDOP值小于6，平面收敛阈值小于±0.02m，垂直收敛阈值小于±0.03m时存贮数据。由于仪器受外界影响的条件较多，在实际工作中，往往对仪器进行复位，观测十组以上数据，各坐标较差值小于2cm，取平均值作为最终平面坐标值。为检核RTK控制点间的精度，我们往往采用常规方法进行测角、测距来进行检核。如下表是苏州某工程全站仪所测距离与角度检查情况。

表1 距离检查表

由上表可见控制点间边长误差及角度偏差均能满足《城市测量规范》二级导线要求。

3.2地形图测量

地形图是设计院进行道路选线，充份了解实地的一个原始依据。应用网络RTK可快速进行地形、地物点位及属性的采集，这种方法采集的速度快，精度高，且不受通视的影响，大大降低测图的难度。

3.3中线放样

中线放样是将设计院设计的道路线形，在实地进行标识。使用RTK手簿中的道路放样功能，可快速进行点位放样，并可通过均方根（RMS）查看RTK定位的观测值精度。在手簿中RMS的值达到5cm以上时，应当慎重对待，其观测误差可能达十几厘米左右，此时应分析原因，重新放样。

3.4纵、横断面测量

纵、横断面是为设计院提供准确的原始地面标高，进行道路拉坡及土方量计算的依据。RTK手簿中输入设计线形后，能准确实时提供道路纵向、横向方向、道路里程及至中线的距离。这种方法在高差大、通视不良区域进行断面测量提供了方便。

RTK所测的中桩高程与水准仪（中平测量法）所测中桩高程进行比较。如下表是苏州某工程中桩高程检查情况。

从上表可见网络RTK所测中桩高程，可达到《城市测量规范》中小于5cm的要求。

4.存在问题及解决方法

利用网络RTK进行测量不受大气、地形、通视等条件的限制，且不受区域作业范围的影响，可大大提高劳动生产率及精度。同时网络RTK也存在着不定性因素，如观测时卫星分布、卫星信号、通讯网络、接收机本身解算软件、仪器周边建筑及水（湖）面的多路径效应，都会降低观测点的质量。在作业前应作好星历预报，选择好的观测时段，并在控制点上进行检核，确定仪器工作状态。在RTK无法测量的区域，可采用常规测量仪器与RTK测量相接合的方法，进行测绘，才能更好的提高效率，保证成果的质量。

参考文献：

[1]周乐韬.连续运行参考站网络实时运态定位理论、算法和系统实现[D].成都：西南交通大学，2007.

[2] 黄丁发，熊永良.全球定位系统（GPS）理论与实践[M].成都：西南交通大学出版社，2006.

[3] CJJ73-97《全球定位系统城市测量技术规程》[S].北京：中国标准出版社，1997.

[4] CJJ8-99《城市测量规范》[S].北京：中国建筑工业出版社，1999.