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1、GPS实时动态（RTK技术在公路中线测量的应用摘要全球定位系统GPS是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统。其应用技术已遍及国民经济的各个领域。在测量领域，GPS定位系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。本文以宁夏公路勘测项目为例，叙述GPS全球卫星定位系统在公路勘测中的应用。关键词GPS实时动态（RTK技术;公路中线测量2002年7月,宁夏公路勘察设计院有限责任公司中标福银高速公路宁夏境同心至固原段施工图阶段勘测设计。此次外业勘测时间正逢8、9月份,路线90%段落均在玉米、麻子、葵花等高秸杆经济作物地中穿过,通视条件极差,交通也不便如采用全站仪放
2、中线难度很大,而且难以保证精度及工期,中桩水平测量更无法实施。在这种条件下，首次采用GPS实时动态（RTK减术，以GPS作业为主，全站仪、钢尺为辅助手段进行路线测量,改变了以往传统作业方法,使放线组、中桩组和水平组的工作合三为一,大大提高了工作效率,保证了勘测工期。GPS实时动态测量技术是目前国际上最新最尖端的测量定位手段,已普遍应用于各个领域。在路线测量方面,随着相此次宁关软件的不断开发和完善,已被许多公路设计院使用。夏公路勘察设计院有限责任公司首次应用该技术进行施工图路线测量。在毫无作业经验的情况下,通过加强检核,对一些如高压线、深切沟底、各类发射台、站以及树林中的测量结果进行必要检核,确
3、保了定位精度。1 作业采用的具体技术要求1.1 应正确连接和使用仪器基准站设置除满足GPS静态观测的条件外，还应设在地势较高、交通便利、四周开阔的位置,便于电台发射,以避免测量过程中由于地形因素导致电台数据传输障碍,而影响测量精度。基准站架设在控制点时,应严格对中,可设在具有地方网格坐标和WGS84坐标的已知点上，也可在未知点设站。1.2 点校正测量校正点时应扶直跟踪杆,使圆气泡居中,在观测到足够历元的情况下再存储数据。键入校正用的控制点坐标时,应严密核对,确保无误。每天作业参与点校正的点数应不少于4个,且该4个点须覆盖作业范围,对于点校正结果中水平残差和垂直残差大于2cm的控制点应剔除掉,另
4、添加可靠的控制点参加校正,确保可靠的校正结果应用到路线测量中。1.3 放样、测量在放样、测量前须将设计路线的线位资料导入到手持控制器（手簿）,导入的数据经两人核对,以确保无误。放样、测量前须进行点校正,在点校正结果的各项限差满足要求后,方可进行放样、测量。放样、测量时RTK应固定。放样时应随时注意控制器导航屏的指示和各项限差的提示。当水平和垂直残差大于5cm时,应停止放样、测量,从卫星数量、PDOP值、RMS值中分析其原因。当误差在限定范围之内时,便可测量该点的三维坐标并存储。打桩人员应按放样桩位定桩,不得产生二次误差。每天都要对前一天放样的中桩进行两三个重复点检查。放样、测量过程中还应对沿线
5、原有控制点进行检查（可采用放样检查差值和测量坐标比较差值两种方式）,这本身也是对放样、测量结果的精度评定。2 数据处理对每天放样、测量的数据,当晚及时处理。从手簿导入计算机,编辑所放样点（即中桩）的平面及高程数据。原始数据应妥善保存,平面数据应导入到CAD中与原设计线位进行比较,检查其放样偏差；中桩高程数据应按CSV格式保存，并提交设计人员。对放样中所检查的重复点应进行数据比较,以加强内业检核。3 特殊地段的放样、测量由于是首次采用GPS实时动态技术作业，技术人员没有实际经验，加上现行的GPS测量规范和相关书籍都没有明确条款可执行,所以对一些特殊地段如路线穿越高压线、树林及靠近微波站、发射塔的
6、段落，采用了两种作业方式（GPS实时动态和全站仪）放样、测量。通过比较（见表1、2、3）得出结论如下:只要RTK是固定的，且RMS小于15、PDOP小于7,放样、测量结果均是可靠的。注:三营立交E匝道邻近广播发射塔,为检查广播塔对GPS放样精度的影响，故取离塔最近的E匝道与全站仪比较作为检核，结果为GPS相对全站仪的偏差，从检核结果证实，发射塔对GPSRTK样精度的影响很小，满足公路勘测规范的要求。限差：纵向偏差w5cm,横向偏差10cm。从检核结果证实：GPSRT即桩高程完全满足公路勘测规范的要求高程误差限差：w5cm沿线路线跨越深沟（高差多在15m以上）较多,沟底部分由于无电台信号，GPS
7、放样、测量无法实施，采用全站仪放样、测量,对于树林下无卫星信号的段落也采用全站仪或钢尺进行辅助测量。注:该段路线与4条110kV高压线相交，为了证实高压线对GPS放样精度的影响，故取此段GPS与全站仪放样比较，结果为GPS相对全站仪的偏差，从检核结果证实，高压线对GPSRTK放样精度的影响很小，满足公路勘测规范的要求。限差:纵向偏差5cm,横向偏差10cmo4 结束语通过以上对GPS测量应用实例的探讨，可以看由GPS在公路勘测中具有很大的应用和发展前景(1)利用GPS定位技术进行公路工程控制测量及RTK中线测量中，应结合GPS接收机设备数量、测区观测条件以及测量要达到的精度要求灵活采用测量作业
8、模式,同时加强必要的检核,可以确保作业成果。(2)应对联测的国家三角点进行可靠性检核,选取一定数量兼容性好、在网中分布均匀的国家三角点作为坐标转换基准。(3) 网平差后,须对约束平差前后的平差结果进行比较,对平差结果进行精度评定和统计分析,并对测量成果做出技术评价。(4)RTK路线中线测量时，应充分考虑沿线地形、植被、电力线及各类发射台站对作业结果的影响,并采取不同的作业方式,可取得良好效果。(5)GPS作业有着极高的精度，作业不受环境和距离限制，非常适合于地形条件困难地区、局部重点工程地区等。(6)GPS测量可以大大提高工作及成果质量，受人为因素影响很少,整个作业过程全都由微电子技术、计算机
9、技术控制自动记录、自动数据预处理、自动平差计算。(7)GPSRT啦术将彻底改变公路传统测量模式。RTK能实时地得出所在位置的空间三维坐标。这种技术非常适合路线、桥、隧勘察,可以直接进行实地实时放样、中桩测量、点位测量等。(8)GPS测量可以极大地降低劳动作业强度，减少野外砍伐工作量，提高作业效率。一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上。参考文献:1 刘基余,李证航.全球定位系统原理及其应用M,北京:测绘出版社,1993.2 吴俊昶,刘大杰主编.控制网测量平差M,北京:测绘出版社,1985.3 中华人民共和国行业标准,公路全球定位系统(GPS)测量规范(JTJ/T066-98)网北京:人民交通生版社，1998.4 北京市测绘设计研究院,全球定位系统城市测量技术规范(CJJ73-97)网北京：中国建筑由版社，1997.5 中华人民共和国行业标准,公路勘测规范(JTJ061-99)网北京:人民交通由版社,1999.6魏二虎，黄劲松.GPS数据处理M,武汉:武汉大学生版社，2007.作者简介:杨克明(1966-)，男，大学学历，工程师/宁夏公路勘察设计院有限责任公司。
