RTK在道路测量中的操作及应用研究

刘国辉 黄伟康 谭志

摘要：我国幅员辽阔，道路跨度大、分布广，所处区域不同，道路的设计要求以及标准也不一样。山地丘陵地区由于自身复杂的地形地貌特征和气候环境，给道路的测量工作带来一定的困难。随着GPS通信技术的不断完善和发展，GPS-RTK技术已被应用到道路工程测量中。应用GPS-RTK技术可以完美实现内外业同步测量，精度高、效果好，具有很好的前景。

关键词：RTK;道路测量;操作;应用

道路的测量工作是一项漫长的工作，在方案阶段要经历初测与定测阶段，在实施阶段主要应用于施工测量以及竣工测量阶段。传统测量方法要进行导线测量、高程测量以及水准测量，最后还要开展纵断面及横断面的绘制工作。采用全站仪及测图软件进行测量，需要在测站上对每个地物地貌的碎部点进行测定，而且还必须确保测站与这些碎部点可以通视，且每台仪器需要3～4个人来配合操作，当进行数据处理时一点拼图的精度不足，还必须进行返测。常规的测量方法受到作业条件的限制很大，而且工作强度大、工作效率低。利用实时差分定位（real-timekinematic，RTK）测量技术进行道路测量时，可以略去通视工作，在确保高精确度的同时，还兼具有实时性与高效性，只要能够保持4～5颗以上卫星相对观测值的跟踪，就能够得到很好的测量结果。基于其特点与优势，RTK测量技术在道路测量中的应用越来越广泛。

1.RTK测量技术简介

1.1RTK系统的组成

RTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，是一种可全天候、全方位进行测量工作的新型系统，是能够实时准确的确定近距离待测点位置的最佳方式之一。其主要由三大部分组成，即基准站接收机、数据链以及移动站接收机。通过已数据链为载体，将基准站的相位观测数据和坐标信息发送给动态用户，动态用户将基准站的数据和自己采集到的相位观测数据进行实时差分处理，进而得到其自身的实时三维位置。

1.2RTK技术的优势

相比于传统的测量方法，RTK具有以下几方面的技术优势：

1.2.1自动化程度高

GPS-RTK技术应用可减少在室外的工作时间，同时降低劳动量。采用GPS-RTK接收機进行道路测量时，只需在测点上安装天线，主机安装在室内，通过通讯电线进行连接，接通电源开启，接收机即可开始工作。道路检测完毕后关闭电源，收回接收机，即可完成道路测量任务，实现了自动化GPS测量和计算。

1.2.2观察速度快

采用接收机进行静态相对定为时，数据采集时间1h就可以得到基线向量，同时精度较高。当采用快速定为软件时，采用双频接收机仅需5min即可采集信息。采用单频接收机也只需15min就可以接受信息，且精度相同。

1.2.3定位精度高

GPS-RTK技术采用的软件往往比较精良，可在15km范围内达到厘米级的相对精度，同时在几十公里到几千公里范围内精度达到10-7～10-8级。

1.2.4成本低、效益高

采用GPS-RTK技术进行道路测量时，相比于其他传统道路检测技术可降低70%～85%的野外作用成本。GPS-RTK技术不需过多的野外作业，也不用设置测站标识，大幅度降低了施工成本。GPS-RTK技术施工快捷，可缩短施工周期，具有较好的经济效益。

2.RTK技术在道路测量中的应用

2.1测量前的准备工作

2.1.1内业数据准备

在进行测量工作之前，提前根据外业工作的需求在外业坐标库中将要素资料数据进行输入操作，包括终点坐标、起点坐标以及折点坐标等。在直线段，每隔20m放一个点，曲线段则每隔10m放一个点，必要时可提高放点的密度。在加入点时要考虑到外业测量的可操作性，以方便外业调用，提高工作效率。

2.1.2基准站选定

基准站的选定要考虑以下几点需求：

（1）满足GPS静态观测条件。

（2）设置在道路中线放样范围以内，且地势较高的制高点上。

（3）周边无磁场的影响。

（4）确保作业区域不超过校正点范围。

2.1.3外业操作

应将基准站接收机设置在未知点或者已知基准点上，开机之后进行系统及无线电设置工作。流动站接收机开机之后要进行系统设置，输入转换参数，通过校正点来获得其所在位置的坐标参数。

2.2 道路中线测量

在大比例带状地形图上完成定线工作之后，标定出道路的中线，并获取中桩点的坐标数据文件，在电子手簿中输入中桩点坐标之后，系统软件会自动定位放样点。由于系统软件进行点位确定是独立完成测量的，因此各放样点的精度是趋于一致的，避免了累计误差的产生。

2.3定线测量

RTK测量技术可广泛应用于放线和相对开阔区域的放线。此外，在电子手册上加桩特别方便，可以实时显示加桩的详细桩号，最大限度地避免了传统加桩过程中桩号和桩距的确定和测量问题。只要基准站安装正确，测量就能顺利进行。

断面加桩作业可随时进行。所得数据符合相关规范要求，下载方便，计算简单。

2.6水下地形测量

利用RTK技术测量水下地形数据，特别是采集河流数据非常方便。可在系统软件中设置，根据时间间隔或距离间隔自动导航和采集数据。只要接收站天线在水面以上，就可以实现数据采集，并通过专业软件进行测绘。

结论

随着技术的不断发展和完善，RTK测量技术与传统方法相比的优势也将得到充分发挥。在大大提高工作效率的基础上，也保证了测量结果的准确性，受地形、天气等因素的影响较小。基于上述优点，RTK测量技术将在道路测量中得到越来越广泛的推广和应用。与传统的道路测量技术相比，GPS-RTK技术在道路检测中的应用具有自动化程度高、观测速度快、定位精度高、成本低、效益高等特点。分析了基于道路测量的GPS-RTK技术的可行性，并将其应用于实际工程中。道路测量采用GPS-RTK技术，设备内置软件进行参数转换和设置。具体测量内容包括地形测绘、测量、放线、纵横断面测量等，最后通过计算机获得综合工程测量成果，具有较高的适用性。

参考文献：

[1]韩世德.GPS-RTK技术在道路工程中的应用[J].交通世界，2020（12）：58-59.

[2]蒋爱山.GPS-RTK技术在道路工程测量中的应用[J].科技资讯，2019，17（32）：50-51.