摘要：全球定位系統(tǒng)GPS是美國(guó)陸�？杖�軍聯(lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，不僅具有良好的抗干擾性和保密性，且具有全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位能力，能為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。

　　關(guān)鍵詞：GPS；RTK；公路測(cè)量

　　隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，GPS技術(shù)步入公路行業(yè)。我經(jīng)過(guò)六年對(duì)GPS測(cè)量的使用情況作以下淺談：

　　一、GPS測(cè)量簡(jiǎn)介

　　全球定位系統(tǒng)GPS是美國(guó)陸�？杖�軍聯(lián)合研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為新一代的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，不僅具有良好的抗干擾性和保密性，而且具有全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性的精密三維導(dǎo)航與定位能力，能為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。單點(diǎn)導(dǎo)航定位與相對(duì)測(cè)地定位是GPS應(yīng)用的兩個(gè)方面，對(duì)常規(guī)測(cè)量而言相對(duì)測(cè)地定位是主要的應(yīng)用方式。

　　全球定位系統(tǒng)是美國(guó)研制并投入使用的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。在測(cè)量領(lǐng)域，GPS系統(tǒng)已廣泛用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、以及地形測(cè)量等各個(gè)方面，尤其是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)在公路測(cè)量中蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)潛力。

　　二、GPS技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用前景

　　目前公路勘測(cè)中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備，但常規(guī)測(cè)量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強(qiáng)度大，且效率低，大大延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期。利用GPS測(cè)量能克服上述列舉的缺陷，并提高作業(yè)的效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了各級(jí)公路測(cè)設(shè)質(zhì)量。相對(duì)于以往測(cè)量來(lái)說(shuō)，GPS測(cè)量主要有以下特點(diǎn)：

　　①測(cè)站之間無(wú)需通視。測(cè)站間相互通視一直是測(cè)量學(xué)的難題。GPS這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。

　　②定位精度高。一般雙頻GPS接收機(jī)基線(xiàn)解精度為5mm+1ppm，而紅外儀標(biāo)稱(chēng)精度為5mm+5ppm，GPS測(cè)量精度與紅外儀相當(dāng)，但隨著距離的增長(zhǎng)，GPS測(cè)量?jī)?yōu)越性愈加突出。

　　③觀(guān)測(cè)時(shí)間短。在小于20km的短基線(xiàn)上，快速相對(duì)定位一般只需5min觀(guān)測(cè)時(shí)間即可。

　　④提供三維坐標(biāo)。GPS測(cè)量在精確測(cè)定觀(guān)測(cè)站平面位置的同時(shí)，可精確測(cè)定觀(guān)測(cè)站的大地高程。

　　⑤操作簡(jiǎn)便。GPS測(cè)量的自動(dòng)化程度很高，在觀(guān)測(cè)中測(cè)量員的主要任務(wù)是安裝并開(kāi)關(guān)儀器、量取儀器高和監(jiān)視儀器的工作狀態(tài)，而其他觀(guān)測(cè)工作如衛(wèi)星的捕獲、跟蹤觀(guān)測(cè)等均由儀器自動(dòng)完成。

　　當(dāng)前，公路測(cè)量的技術(shù)潛力蘊(yùn)于RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位）技術(shù)的應(yīng)用之中，RTK技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，有著非常廣闊的前景。

　　三、RTK技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用

　　3.1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)簡(jiǎn)介：是以載波相位觀(guān)測(cè)值為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS（RTK）技術(shù)，它是GPS測(cè)量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知，無(wú)論靜態(tài)定位，還是動(dòng)態(tài)定位等定位模式，由于數(shù)據(jù)處理滯后，所以無(wú)法實(shí)時(shí)解算出定位結(jié)果，而且也無(wú)法對(duì)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，這就難以保證觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在實(shí)際工作中經(jīng)常需要返工來(lái)重測(cè)由于粗差造成的不合格觀(guān)測(cè)成果。解決這一問(wèn)題的主要方法就是延長(zhǎng)觀(guān)測(cè)時(shí)間來(lái)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，這樣一來(lái)就降低了GPS測(cè)量的工作效率。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成，建立無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的保證。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位有靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在公路工程中的應(yīng)用可以覆蓋公路勘測(cè)、施工放樣、監(jiān)理和GIS（地理信息系統(tǒng)）前端數(shù)據(jù)采集。

　　3.2應(yīng)用。最新的RTK技術(shù)在公路測(cè)設(shè)中具備以下幾個(gè)功能和作用：

　　①繪制大比例尺地形圖。高等級(jí)公路選線(xiàn)多是在大比例尺（1：1000或1：2000）帶狀地形圖上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法測(cè)圖，先要建立控制點(diǎn)，然后進(jìn)行碎部測(cè)量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大，速度慢，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。用實(shí)時(shí)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量可以完全克服這個(gè)缺點(diǎn)，只需在沿線(xiàn)每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘，即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、高程。結(jié)合輸入的點(diǎn)特征編碼及屬性信息，構(gòu)成帶狀所有碎部點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可用繪圖軟件成圖。由于只需要采集碎部點(diǎn)的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此大大降低了測(cè)圖難度，既省時(shí)又省力，非常實(shí)用。

　　②道路中線(xiàn)放樣。設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地形圖上定線(xiàn)后，需將公路中線(xiàn)在地面上標(biāo)定出來(lái)。采用實(shí)時(shí)GPS測(cè)量，只需將中樁點(diǎn)坐標(biāo)輸入到GPS電子手簿中，系統(tǒng)軟件就會(huì)自動(dòng)定出放樣點(diǎn)的點(diǎn)位。由于每個(gè)點(diǎn)測(cè)量都是獨(dú)立完成的，不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。

　　③道路的橫、縱斷放樣和土石方量計(jì)算�？v斷放樣時(shí)，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲(chǔ)存起來(lái)，隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)；橫斷放樣時(shí)，先確定出橫斷面形式（填、挖、半填半挖），然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中（如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設(shè)計(jì)高），生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來(lái)，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。同時(shí)軟件可以自動(dòng)與地面線(xiàn)銜接進(jìn)行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進(jìn)行土方量計(jì)算。通過(guò)繪圖軟件，可繪出沿線(xiàn)的縱斷面和各點(diǎn)的橫斷面圖來(lái)。因?yàn)樗�用�?shù)據(jù)都是測(cè)繪地形圖時(shí)采集而來(lái)的，不需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行縱、橫斷面測(cè)量，大大減少了外業(yè)工作。而且必要時(shí)，可用動(dòng)態(tài)GPS到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)復(fù)合，這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

　　3.3RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

　　①實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示經(jīng)可靠性檢驗(yàn)的厘米級(jí)精度的測(cè)量成果（包括高程）。②徹底擺脫了由于粗差造成的返工，提高了GPS作業(yè)效率。

　　③作業(yè)效率高，每個(gè)放樣點(diǎn)只需要停留1-2s，流動(dòng)站小組作業(yè)，每小組（3-4人）可完成中線(xiàn)測(cè)量5-10km，其精度和效率是常規(guī)測(cè)量所無(wú)法比擬的。

　　④在中線(xiàn)放樣的同時(shí)完成中樁抄平工作。

　　⑤應(yīng)用范圍廣，可以涵蓋公路測(cè)量（包括平、縱、橫），施工放樣，監(jiān)理，竣工測(cè)量，養(yǎng)護(hù)測(cè)量，GIS前端數(shù)據(jù)采集諸多方面。

　　⑥如輔助相應(yīng)的軟件，RTK可與全站儀聯(lián)合作業(yè)，充分發(fā)揮RTK與全站儀各自的優(yōu)勢(shì)。

　　參考文獻(xiàn)：

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