rtk技術(shù)和其在道路測量中應(yīng)用

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1、RTK技術(shù)和其在道路測量中應(yīng)用　　摘要：在野外測量實(shí)時(shí)測量中,RTK的精度可以達(dá)到厘米級,且具有實(shí)時(shí)性好,速度快等優(yōu)點(diǎn)。在公路勘測和放樣方面與常規(guī)測量相比具有明顯優(yōu)勢,因此,GPS-RTK已經(jīng)成為道路工程中快速采集數(shù)據(jù)與定位的有效工具。文中介紹了RTK測量技術(shù)原理，系統(tǒng)構(gòu)成，以及RTK技術(shù)及其在道路測量中的應(yīng)用狀況，以供參考。關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)道路測量應(yīng)用中圖分類號：U41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：前言常規(guī)的GPS測量方法,如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得cm級的精度,而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到cm級定位精度的測量方法,它采用

2、了載波相位動態(tài)實(shí)時(shí)差分(Real2timekinematic)技術(shù),是GPS應(yīng)用的重大里程碑,它的出現(xiàn)給工程放樣、地形測圖,及各種控制測量帶來了新曙光,極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值,RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的3維定位結(jié)果,并達(dá)到cm級精度。一、RTK測量技術(shù)原理RTK7測量以載波相位觀測值為基礎(chǔ)，不同于早先的實(shí)時(shí)差分GPS(RTD),RTD是建立在C/A碼偽距觀測值的基礎(chǔ)之上的一種實(shí)時(shí)定位技術(shù)，其精度只能達(dá)到米級。靜態(tài)測量是用兩臺或兩臺以上G

3、PS接收機(jī)同步觀測，對觀測值進(jìn)行處理，可測得兩測站間精密的WGS-84基線向量，再經(jīng)過平差→坐標(biāo)傳遞→坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等工作，最后經(jīng)過嚴(yán)密的解算求得測點(diǎn)的坐標(biāo)。顯然靜態(tài)測量不具備實(shí)時(shí)性。而RTK定位技術(shù)則是實(shí)時(shí)動態(tài)測量，需要在兩臺GPS接收機(jī)之間增加一套無線數(shù)字通訊系統(tǒng)(亦稱數(shù)據(jù)鏈)，將兩相對獨(dú)立的GPS信號接收系統(tǒng)聯(lián)成有機(jī)的整體?；鶞?zhǔn)站通過電臺將觀測信息和觀測數(shù)據(jù)傳輸給移動站，移動站將基準(zhǔn)站傳來的載波觀測信號與移動站本身采集GPS載波信號，在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，解出兩站間的基線值，同時(shí)輸入相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和投影參數(shù)，實(shí)時(shí)得到測點(diǎn)坐標(biāo)，并同時(shí)

4、給出厘米級定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。在整周未知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則移動站就可隨時(shí)給出厘米級定位結(jié)果。二、RTK測量系統(tǒng)由以下3部分組成：1GPS信號接收系統(tǒng)。從理論上講，雙頻接收機(jī)與單頻接收機(jī)均可用于實(shí)時(shí)GPS測量。但是單頻機(jī)進(jìn)行整周未知數(shù)的初始化需要很長的時(shí)間，這是實(shí)時(shí)動態(tài)測量所不允許的；加之單頻機(jī)在實(shí)際作業(yè)時(shí)容易失鎖，失鎖后的重新初始化又要占去很多時(shí)間。因此，實(shí)際作業(yè)中一般應(yīng)采用雙頻機(jī)。72數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)。RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位

5、時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測數(shù)據(jù)（偽距觀測值，相位觀測值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給移動站接收機(jī)，為把基準(zhǔn)站的信息及觀測數(shù)據(jù)一并同時(shí)傳輸?shù)揭苿诱?，并與移動站的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，必須配置高質(zhì)量的無線通訊設(shè)備(無線信號調(diào)制解調(diào)器)。3數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)站將自身信息與觀測數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)揭苿诱?，移動站將從基?zhǔn)站接收到的信息與自身采集到的觀測數(shù)據(jù)組成差分觀測值。在整周未知數(shù)解算出以后，即可進(jìn)行每歷元的實(shí)時(shí)處理。三、RTK的作業(yè)流程和實(shí)施1首級GPS控制網(wǎng)布設(shè)進(jìn)入測區(qū)前首先要收集測區(qū)的控制點(diǎn)資料,控制點(diǎn)要分布在測區(qū)的周圍,并現(xiàn)場核實(shí)控制點(diǎn)保存是否完整

6、;若現(xiàn)有控制點(diǎn)不能滿足RTK作業(yè)要求,必須布設(shè)GPS首級控制網(wǎng),滿足C級網(wǎng)精度。2測區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換精度是影響RTK測量精度的重要因素。進(jìn)行RTK點(diǎn)校正的控制點(diǎn)不得少于3個(gè),且均勻分布在測區(qū)周圍。3基準(zhǔn)站(參考站)的選定基準(zhǔn)站的建立是順利實(shí)施RTK測量的關(guān)鍵,基準(zhǔn)站的安置應(yīng)滿足下列條件:7（1）基準(zhǔn)站應(yīng)有正確的已知坐標(biāo);（2）交通方便,地勢開闊,周圍無高度角超過10°的障礙物,有利于衛(wèi)星信號的接收和數(shù)據(jù)鏈的發(fā)送。（3）為防止數(shù)據(jù)鏈丟失及多路徑效應(yīng)的影響,基準(zhǔn)站周圍應(yīng)無GPS信號反射物(大面積水域、大型建筑物等)、高壓線、電視臺、無線電

7、發(fā)射站等干擾源。四、RTK在道路測量中的應(yīng)用1控制測量用GPS建立控制網(wǎng),最精密的方法當(dāng)屬靜態(tài)測量。對大型建筑物,如特大橋、隧道、互通式立交等進(jìn)行控制,宜用靜態(tài)測量。而一般公路工程的控制測量,則可采用RTK動態(tài)測量。這種方法在測量過程中能實(shí)時(shí)獲得定位精度。當(dāng)達(dá)到要求的點(diǎn)位精度,即可停止觀測,大大提高了作業(yè)效率。由于點(diǎn)與點(diǎn)之間不要求通視,使得測量更簡便易行。2線路勘測在道路選線過程中,我們往往要按照勘測設(shè)計(jì)規(guī)范,本著“盡量減少占用農(nóng)田、少拆遷房屋并盡量利用舊路路基”這樣一個(gè)原則,為了準(zhǔn)確設(shè)計(jì)好道路中線路使其符合設(shè)計(jì)要求,我們可以利用GPSRTK技術(shù)

8、,用車載GPSRTK接收機(jī)做流動站,沿原路中線按一定間隔采集數(shù)據(jù),選擇另一已知點(diǎn)為參考站,遇到重要地物,準(zhǔn)確定位,最后將數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī),