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[摘 要]GPS-RTK技术是一种起初应用于国防军事用途的技术，这项技术的主要作用在于可以快速定位，提高监测仪器的精密程度，改善数据更新的缓慢和不足，检查出存在的问题，对测量仪器本身的创新发展带来了一定的动力。GPS-RTK技术现阶段应用到公路测量之中，主要目的是为了改善测量信息的正确性，提高公路路面建设的平整性，科学定位建设关键位置，提高检测的准确性，让不合格的路面通过三位一体的检测立马将缺陷呈现出来。
[关键词]GPS-RTK；检测技术；公路测量；应用
中图分类号：O441.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0277-01
一、GPS-RTK技术的发展现状
测量技术在国民经济发展过程中占到了很重要的地位，国民经济建设与国防事业的有效结合对国家经济发展起到了推动作用。公路工程建设与发展过程中，公路、桥梁或者隧道建设的设计过程与实际建设结果，都离不开测量工作。GPS-RTK技术的发展与应用最早都源于军事用途，美国是应用GPS技术最早的国家，美国在子午仪卫星的发射与定位导航工作中，大量采用了GPS定位方法，改善了基础性的定位方式和坐标衡量的方法，改善了测量方法的精确性，加速了测量的速度，缩短了测量时间。RTK技术是一种载波相位的动态实时差量点的测量方式，它可以通过动态测量和实时测量将数据集中反馈和输入到电脑之中，提供电脑分析和定位，保证三位坐标体系的确立，从而达到厘米的精确测量精度。通过GPS静态定位还是动态定位都可以帮助公路测量实现精确的定位与现代化测量的手段实现。由于数据处理滞后，它们无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量。实际工作中常需要返工重测不合格观测成果。实时动态定位（RTK）有静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，可应用于公路工程公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。
二、GPS-RTK技术在公路测量中的应用
公路测量有其特殊性，其条带形状决定了平面控制测量往往采用导线形式（对于重要构筑物如大桥、特大桥、长大隧道等，也有布设成三角网、线形锁等形式）。常规测量方法有许多缺陷，如规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业；用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，国测、军测、城市控制点往往混杂一起，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量；地面上的通视困难往往影响测量的实施。GPS-RTK技术具有速度快、精度高、实时性好、不要求点间通视等常规测量技术不可比拟的优势，在公路测量中主要应用在以下几个方面。
2.1 绘制大比例尺地形图
高等级公路选线多是在大比例尺 （1：1000或1：2000）带状地形图上进行。用实时GPS动态测量（GPS-RTK）只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每个点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用相应的绘图软件成图。
2.2 道路中线放样
设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用GPS-RTK技术只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。放样时，只要先输入各主控点桩号，然后输入起终点的方位角、直线段距离、缓和曲线距离以及圆曲线半径等即可放样，而且一切计算工作均由GPS电子手簿来完成。现场只需按照GPS电子手簿的指示，便可放出道路中线任何所需点的位置。
2.3 道路的横、纵断放样和土石方量计算
纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，可随时到现场放样测设；横断放样时，先确定出横断面形式，然后把横断面设计数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图来。因为所用数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。
2.4 工程控制测量
用GPS建立控制网，最精密的方法应属静态测量。对大型建筑物，如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制，宜用静态测量。而一般公路工程的控制测量，则可采用实时GPS动态测量。
2.5 施工测量
GPS-RTK技术采用良好的硬件，也有极为丰富的软件可供选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷，精度可达厘米级。
三、GPS-RTK技术点位放样的限制因素及减弱措施
3.1 限制因素
GPS-RTK技术点位放样具有不确定度，不确定度在测量中表现为获得的坐标测量值与相应的真实坐标值的差值。点位放样时，用户直接根据设计坐标进行标定，但GPS仪器并非直接利用坐标而是通过伪距、时间、相位等要素，利用距离交会的原理，在机器内部通过计算将结果显示出来，其不确定度指标只能用合成标准不确定度进行评定。放样点位的误差表现为点位的实际坐标与设计坐标的偏离情况，此时的不确定度也可以理解为由于定位瞬间各卫星空间位置的不确定度、距离测量的不确定度、求解过程的不确定度的综合影响。
GPS-RTK技术点位放样的误差，可分为与测站有关的误差和与距离有关的误差。与测站有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素影响等；与距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。
3.2 减弱措施
原因在于减弱的各种来源于方位不明确，角度与强度的影响因素不明确，从而影响了现场的随机性发展方式，导致了定量描述与施工的进度受到了影响，因此只能采取一定的措施和其他影响因素解决好放样成果的确定性。在实际工作之中主要保证以下几种方式的工作措施：第一、基准站的建设要避免选择在无线电干扰较大的地区建设，以免对测量时产生影响，造成测量的失败或者数据的偏差，其中包括对反射面和发射源的影响，RTK基准站初始化的影响必须要涉及到另外一个站点的发展，要针对性的进行核实和检验，最好要掌握具体的地形，开展相应的设计。第二、基准站尽量选择测量中部地区，尤其是高山地区，这样可以避免因为距离过大而造成的精准度降低或者初始化的不足性缺点。第三、要注意更换投影带，改变标准去测量投影水平面区域以及基准站的设置要考虑GPS与RTK两种系统下的工作，减少坐标误差与换算误差。第四、移动站遇到大范围密林、长的桥洞、密集的楼群等，应尽量绕行或快速穿过，避免断链。第五、移动站遇到附近的已知点位或以前放样的桩位，必须进行放样验证而不能是坐标测定。工作中发现，测定状态正常并不能保证RTK放样状态的正常。
参考文献
[1] 王超.邹世强.唐磊.GPS-RTK技術在公路测量中的应用.淮海工学院学报.2010.03：30-33.
[2] 岳雷.GPS-RTK技术在公路测量中的应用.科技信息.2010.02：20-22.
[3] 杨兆祥.GPS-RTK技术在公路测量中的应用前景探讨.林业科技信息.2010.09：44-46.
[关键词]GPS-RTK；检测技术；公路测量；应用
中图分类号：O441.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0277-01
一、GPS-RTK技术的发展现状
测量技术在国民经济发展过程中占到了很重要的地位，国民经济建设与国防事业的有效结合对国家经济发展起到了推动作用。公路工程建设与发展过程中，公路、桥梁或者隧道建设的设计过程与实际建设结果，都离不开测量工作。GPS-RTK技术的发展与应用最早都源于军事用途，美国是应用GPS技术最早的国家，美国在子午仪卫星的发射与定位导航工作中，大量采用了GPS定位方法，改善了基础性的定位方式和坐标衡量的方法，改善了测量方法的精确性，加速了测量的速度，缩短了测量时间。RTK技术是一种载波相位的动态实时差量点的测量方式，它可以通过动态测量和实时测量将数据集中反馈和输入到电脑之中，提供电脑分析和定位，保证三位坐标体系的确立，从而达到厘米的精确测量精度。通过GPS静态定位还是动态定位都可以帮助公路测量实现精确的定位与现代化测量的手段实现。由于数据处理滞后，它们无法实时解算出定位结果，而且也无法对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量。实际工作中常需要返工重测不合格观测成果。实时动态定位（RTK）有静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，可应用于公路工程公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。
二、GPS-RTK技术在公路测量中的应用
公路测量有其特殊性，其条带形状决定了平面控制测量往往采用导线形式（对于重要构筑物如大桥、特大桥、长大隧道等，也有布设成三角网、线形锁等形式）。常规测量方法有许多缺陷，如规范对附合导线长、闭合导线长及结点导线间长度等有严格规定，一般在实际作业中难以达到，往往出现超规范作业；用于路线测量控制的起算点间一般很难保证为同一测量系统，国测、军测、城市控制点往往混杂一起，如果用不兼容的起算点，势必影响测量质量；地面上的通视困难往往影响测量的实施。GPS-RTK技术具有速度快、精度高、实时性好、不要求点间通视等常规测量技术不可比拟的优势，在公路测量中主要应用在以下几个方面。
2.1 绘制大比例尺地形图
高等级公路选线多是在大比例尺 （1：1000或1：2000）带状地形图上进行。用实时GPS动态测量（GPS-RTK）只需在沿线每个碎部点上停留一两分钟，即可获得每个点的坐标、高程。结合输入的点特征编码及属性信息，构成带状所有碎部点的数据，在室内即可用相应的绘图软件成图。
2.2 道路中线放样
设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来。采用GPS-RTK技术只需将中桩点坐标输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位。由于每个点测量都是独立完成的，不会产生累计误差，各点放样精度趋于一致。放样时，只要先输入各主控点桩号，然后输入起终点的方位角、直线段距离、缓和曲线距离以及圆曲线半径等即可放样，而且一切计算工作均由GPS电子手簿来完成。现场只需按照GPS电子手簿的指示，便可放出道路中线任何所需点的位置。
2.3 道路的横、纵断放样和土石方量计算
纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，可随时到现场放样测设；横断放样时，先确定出横断面形式，然后把横断面设计数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时到现场放样测设。同时软件可以自动与地面线衔接进行“戴帽”工作，并利用“断面法”进行土方量计算。通过绘图软件，可绘出沿线的纵断面和各点的横断面图来。因为所用数据都是测绘地形图时采集而来的，不需要到现场进行纵、横断面测量，大大减少了外业工作。
2.4 工程控制测量
用GPS建立控制网，最精密的方法应属静态测量。对大型建筑物，如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制，宜用静态测量。而一般公路工程的控制测量，则可采用实时GPS动态测量。
2.5 施工测量
GPS-RTK技术采用良好的硬件，也有极为丰富的软件可供选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷，精度可达厘米级。
三、GPS-RTK技术点位放样的限制因素及减弱措施
3.1 限制因素
GPS-RTK技术点位放样具有不确定度，不确定度在测量中表现为获得的坐标测量值与相应的真实坐标值的差值。点位放样时，用户直接根据设计坐标进行标定，但GPS仪器并非直接利用坐标而是通过伪距、时间、相位等要素，利用距离交会的原理，在机器内部通过计算将结果显示出来，其不确定度指标只能用合成标准不确定度进行评定。放样点位的误差表现为点位的实际坐标与设计坐标的偏离情况，此时的不确定度也可以理解为由于定位瞬间各卫星空间位置的不确定度、距离测量的不确定度、求解过程的不确定度的综合影响。
GPS-RTK技术点位放样的误差，可分为与测站有关的误差和与距离有关的误差。与测站有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素影响等；与距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。
3.2 减弱措施
原因在于减弱的各种来源于方位不明确，角度与强度的影响因素不明确，从而影响了现场的随机性发展方式，导致了定量描述与施工的进度受到了影响，因此只能采取一定的措施和其他影响因素解决好放样成果的确定性。在实际工作之中主要保证以下几种方式的工作措施：第一、基准站的建设要避免选择在无线电干扰较大的地区建设，以免对测量时产生影响，造成测量的失败或者数据的偏差，其中包括对反射面和发射源的影响，RTK基准站初始化的影响必须要涉及到另外一个站点的发展，要针对性的进行核实和检验，最好要掌握具体的地形，开展相应的设计。第二、基准站尽量选择测量中部地区，尤其是高山地区，这样可以避免因为距离过大而造成的精准度降低或者初始化的不足性缺点。第三、要注意更换投影带，改变标准去测量投影水平面区域以及基准站的设置要考虑GPS与RTK两种系统下的工作，减少坐标误差与换算误差。第四、移动站遇到大范围密林、长的桥洞、密集的楼群等，应尽量绕行或快速穿过，避免断链。第五、移动站遇到附近的已知点位或以前放样的桩位，必须进行放样验证而不能是坐标测定。工作中发现，测定状态正常并不能保证RTK放样状态的正常。
参考文献
[1] 王超.邹世强.唐磊.GPS-RTK技術在公路测量中的应用.淮海工学院学报.2010.03：30-33.
[2] 岳雷.GPS-RTK技术在公路测量中的应用.科技信息.2010.02：20-22.
[3] 杨兆祥.GPS-RTK技术在公路测量中的应用前景探讨.林业科技信息.2010.09：44-46.