淺談rtk在公路測量中應(yīng)用

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1、淺談RTK在公路測量中應(yīng)用　　摘要：本文闡述了GPSRTK系統(tǒng)的工作原理，介紹了GPSRTK測量在公路測量中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：RTK；公路測量；應(yīng)用中圖分類號：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1GPSRTK系統(tǒng)的工作原理RTK技術(shù)(realtimekinematic)即載波相位差分技術(shù),是建立在實(shí)時處理兩個測站的載波相位基礎(chǔ)上的。RTK系統(tǒng)主要由一個參考站(即基準(zhǔn)站、若干個流動站、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3大部分組成。基準(zhǔn)站包括:GPS接收機(jī)、GPS天線、無線電通訊發(fā)射設(shè)備、電源、基準(zhǔn)站控制器等設(shè)備。流動站的基本配置是:G

2、PS天線、GPS接收機(jī)、無線電通訊接收設(shè)備、電源、流動站控制器。用戶站上的GPS接收機(jī),在同步接收GPS衛(wèi)星信號的同時,通過無線電設(shè)備,接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)及坐標(biāo)信息,然后根據(jù)相定位原理,實(shí)時提供用戶站的三維坐標(biāo),其精度能達(dá)到厘米級。1.1GPS接收機(jī)RTK測量系統(tǒng)中至少包含兩臺GPS接收機(jī),7其中一臺安置在基準(zhǔn)站上,另一臺或若干臺分別安置在不同的流動站上?；鶞?zhǔn)站應(yīng)盡可能設(shè)在測區(qū)內(nèi)地勢較高,且觀測條件良好的已知點(diǎn)上。在作業(yè)中,基準(zhǔn)站的接收機(jī)應(yīng)連續(xù)跟蹤全部可見GPS衛(wèi)星,并將觀測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)時發(fā)

3、送給流動站。1.2數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基準(zhǔn)站與流動站之間的聯(lián)系是靠數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(數(shù)據(jù)鏈)來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備是完成實(shí)時動態(tài)測量的關(guān)鍵設(shè)備之一,由調(diào)制解調(diào)器和無線電臺組成。在基準(zhǔn)站上,利用調(diào)制解調(diào)器將有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和調(diào)制,然后由無線電發(fā)射臺發(fā)射出去。在流動站上利用無線電接收臺將其接收,并由解調(diào)器將數(shù)據(jù)解調(diào)還原,送入流動站上的GPS接收機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。1.3軟件系統(tǒng)實(shí)時動態(tài)測量軟件系統(tǒng)應(yīng)具備快速解算或動態(tài)快速解算整周模糊度、實(shí)時解算流動站的三維坐標(biāo)、求解坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)、進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換、解算結(jié)果的質(zhì)量分析

4、與評價、作業(yè)模式(靜態(tài)、準(zhǔn)動態(tài)、動態(tài)等)的選擇與轉(zhuǎn)換以及測量結(jié)果的顯示與繪圖等基本功能。1.4GPSRTK的數(shù)據(jù)處理7RTK的數(shù)據(jù)處理是在實(shí)時狀態(tài)下在控制器內(nèi)進(jìn)行的,它根據(jù)最小二乘原理序貫遞推算法處理每一個歷元的觀測值,其關(guān)鍵之處在于實(shí)時地搜索并惟一地判定相位觀測值的初始整周未知數(shù)。常用搜索方法有消去法、模糊度函數(shù)法、整周未知數(shù)快速逼近(FARA)法。由于FARA方法采用到當(dāng)前時刻為止的所有歷元觀測值,同時會自動追加觀測值,驗(yàn)證解集的可靠性,因而不出現(xiàn)解發(fā)散問題,是目前較為成熟的方法。2GPSRTK測量在公

5、路測量中的應(yīng)用2.1繪制大比例尺地形圖高等級公路選線多是在大比例尺(通常是1:2000或1:1000)帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法繪制成大比例尺地形圖,先要建立控制網(wǎng),然后進(jìn)行碎部測量,其工作量大、速度慢、花費(fèi)時間長。用GPSRTK動態(tài)測量,在沿線每個碎部點(diǎn)上僅需停留幾分鐘,即可獲得每點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息,構(gòu)成碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù),在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖。采集速度快,大大降低了測圖的難度,省時又省力。2.2工程控制測量用GPS建立控制網(wǎng),最精密的方法應(yīng)屬靜態(tài)測量。對大型建筑物,如特大橋、隧道、互

6、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GPSRTK動態(tài)測量。這種方法在測量過程中能實(shí)時獲得定位的坐標(biāo)。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)之間不要求必須通視,使得測量更簡便易行。在公路設(shè)計路線上作控制測量時,選擇合適的數(shù)據(jù)鏈方案,RTK技術(shù)就可在長邊動態(tài)測量中大顯身手。當(dāng)邊長超過20km時,流動臺觀測15~30min后,就會發(fā)現(xiàn)解開始趨向穩(wěn)定,如果連續(xù)10min內(nèi)3維坐標(biāo)分量的最大變動不超過±5×10-6D,且最后57min內(nèi)的互差小于2×10-6

7、D,用戶可根據(jù)精度決定是否繼續(xù)觀測,從技術(shù)上杜絕成果返工的可能性。2.3公路中線測設(shè)設(shè)計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后,需將公路中線在地面標(biāo)定出來。采用GPSRTK測量,只需將中線樁點(diǎn)的坐標(biāo)輸入GPS手簿中,系統(tǒng)就會定出放樣的點(diǎn)位。由于每個點(diǎn)測量都是獨(dú)立完成的,不會產(chǎn)生累積誤差,各點(diǎn)放樣精度趨于一致。2.4公路縱、橫斷面測量公路中線確定后,利用中線樁點(diǎn)坐標(biāo),通過繪圖軟件,即可繪出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集來的,因此不需要再到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量,從而大大減少了外業(yè)工作。

8、如果需要進(jìn)行現(xiàn)場斷面測量時,也可采用實(shí)時GPS測量。與傳統(tǒng)方法相比,在精度、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用各方面都有明顯優(yōu)勢。2.5施工測量GPS7RTK系統(tǒng)既有良好的硬件,也有極為豐富的軟件可供選擇。利用道路測設(shè)專用程序,使設(shè)計—測設(shè)—施工一體化。首先由任何道路設(shè)計軟件計算出道路工程項目中關(guān)鍵的幾何點(diǎn)坐標(biāo),并定義它們的平面和高程基準(zhǔn)值。這些信息(包括設(shè)計模型)均可存于專用記憶卡上。在野外,根據(jù)設(shè)計基準(zhǔn)給出的測站與偏差值完成有關(guān)樁位