浅谈GPS-RTK技术在公路勘测中的应用_论文发表__集

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

　　浅谈GPS-RTK技术在公路勘测中的应用
　　胡敏夏磊
　　武汉市公路勘察设计院湖北武汉430015
　　摘要：本文简要介绍GPS-RTK技术，即全球定位系统实时动态测量技术的工作原理，并根据其特点，探讨如何将GPS-RTK技术应用于公路勘测中，提高公路勘测的效率。
　　关键字：GPS-RTK技术公路勘测
　　0前言
　　近年来，随着我国公路事业的高速发展，公路里程日益增长，公路等级逐步提高，沿途的地形地貌条件越来越复杂，全站仪、水准仪等传统光学测量法在某些地区已无法满足勘测要求。在此条件下，GPS(全球定位系统)技术以其精度高、速度快、费用低、受地形条件限制小、操作灵活等特点，在公路勘测中得到广泛的应用。其中，实时动态测量（RealTimeKinematic）简称RTK技术，是将GPS技术与数据传输技术相结合而组成的一种综合测量系统，既有效提高了GPS的工作效率，同时在数据后期处理过程中又能准确辨识不合格测量成果，以其精确性、高效性、较强的环境适应能力成为公路勘测中理想的测设手段。
　　1、GPS-RTK的基本原理和功能特点
　　GPS是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面；对常规工程勘测而言相对测地定位是主要的应用方式。?
　　相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是采用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度；求解整周模糊度是其关键技术，根据算法模型，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量；快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量；而RTK测量以其快速实时，厘米级精度等特点广泛应用于数据采集(如碎部测量)与工程放样中。RTK技术代表着GPS相对测地定位应用的主流。?
　　RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手薄及配套设备组成，整套设备具有轻量化、操作简便、实时可靠性、厘米级精度等特点，完全可以满足数据采集和工程放样的要求。其基本原理是：在基准站上安装一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将其数据实时发送给用户观测站（一台或多台流动站）。在用户观测站，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地解算其三维坐标及精度。RTK技术的基本功能为：（1）实时直接采集测定地面点点位坐标；（2）对测设结果进行实时的质量分析和评价；（3）按设计特征点的坐标，在实地标定出来，即工程放样。
　　2、GPS-RTK技术运用简介
　　实时动态定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS(地理信息系统)前端数据采集。?
　　①快速静态定位模式。要求GPS接收机在每一流动站上，静止的进行观测。在观测过程中，同时接收基准站和卫星的同步观测数据，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标，如果解算结果的变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中，如控制网加密；若采用常规测量方法(如全站仪测量)，受客观因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难，而采用RTK快速静态测量，可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5-10min(随着技术的不断发展，定位时间还会缩短)，不及静态测量所需时间的五分之一，在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。?
　　②动态定位?测量前需要在一控制点上静止观测数分钟(有的仪