网络RTK在公路测量中的应用

摘要：随着计算机技术、全球卫星定位技术、通讯和网络技术的迅速发展，网络RTK技术已日益成热，其应用范围也日益扩大，在相关工程测量中网络RTK技术的应用也越来越普及，其高精度、高效率及可靠性赢得了广大测绘工作者的青睐。文章阐述了网络RTK的原理、作业流程及在公路施工测量中的应用，希望对相关技术人员提供理论参考。

关键词：GPS技术；公路测量；网络GPS-RTK移动站；精度分析

中图分类号：P258 文献标识码：A

引言

近年来随着网络通讯技术、计算机技术、数据处理技术的发展，网络RTK技术得到了快速发展，且解决了传统RTK技术存在的问题，逐渐代替了传统的RTK测量模式，极大提高了测绘生产作业效率。

一、GPS技术发展现状

GPS全球定位系统科技领先，覆盖全球，功能强大，具有全天候连续性的定位功能，提供三维坐标精密无误，能为各类用户服务，周全快速；GPS分为常规测量和相对测量两种，根据载波相位测量局域差方法原理，依照差分计算得出数据，根据算法模型，作业模型分为几大种类，其中就有RTK、静态、快速静态等等；地壳变形观测使用静态作业模式，用于精度较高的测量，普通的工程测量使用快速静态方法，碎部测量如数据采集，一般使用RTK测量，其特点省时高效精密度高；GPS定位主流中，非RTK技术莫属。GPS性能强大，不受时空所限，精度高，服务完善，设备先进。

二、GPS-RTK测量技术的实际应用

GPS定位技术潜力巨大，自动化程度高，定位精度精密，备受工作人员青睐；八十年代以后，第一代GPS定位机问世，发展迅速，市场广大。

GPS-RTK实际应用特点：

①观测站之间无需通视。传统的测量方法有一定的障碍，比如说必须保持良好的通视，GPS-RTK彻底将其颠覆，而且选择点位随心所欲，只要信号通畅、空间开阔，觇标也一并省略。

②定位精度有了大幅度的提升。GPS-RTK的精度完全符合大比例尺地形图测绘的要求，广受欢迎。

③节时高效。GPS-RTK的使用，较以前提高数倍效率甚至于更多。快速相对定位法的使用，以前需要数小时的测量，现在不到十分钟就能轻松完成。

④提供三维坐标。GPS测量特点突出，性能强大，观测站平面位置、观测站的大地高程等测量都能够精密测量，在航空摄影等方面应用也极其广泛。

⑤简易操作，测量自动化。自动化程度很高，效率越高，观测月准确，人员工作月轻松省力，工作中，工作人员只需要启动仪器、监测观察即可，其余有赖GPS测量的自动化功能。

⑥节约成本。GPS定位技术建立控制网成本低廉，外业费用比常规大地测量技术减少百分之三十左右，工期的缩短也是费用较低的一个原因，随着GPS接收机不断改进，性能改良，实效益发显著。

⑦作业不受时间限制。GPS观测随时性，纵然天气恶劣，也基本上不受影响，能够正常观测。

⑧GPS用户接收机十分精巧，重量轻微，便于携带、收藏和管理。

三、网络RTK技术的基本原理

网络RTK也称多参考站RTK，是近年来在常规RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的第二代实时动态定位新技术，网络RTK技术比较有代表性的有VRS的虚拟参考站技术和FKP的区域改正参数法技术。其中在公路测量中主要应用的是虚拟参考站技术，与常规RTK不同，VRS网络中各固定参考站不直接向移动用户发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心，控制中心由计算机自动选择最佳的一组固定基准站，根据这些站发来的信息，整体地改正GPS的轨道误差，电离层对流层和大气折射引起的误差，将高精度的差分信号发给移动站。这个差分信号的效果相当于在移动站旁边生成一个虚拟的参考基站，从而解决了RTK作业距离上的限制问题，并保证了用户的精度。

四、网络RTK技术在公路施工测量中的应用

随着 RTK数据处理技术和接收机性能逐渐完善，也不断拓宽了RTK应用领域。在公路工程中实时RTK 测量可完成多种工作。

（一）、参数设置

1、打开南方GPS接收机主机，把主机调成“移动站”模式，打开手薄中的“工程之星”软件，将主机和手薄通过蓝牙连接。

2、配置网络参数。在“工程之星”软件主界面中，点击设置网络连接设置，连接方式根据手机卡类型选择GPRS或CDMA，模式选择VRS-NTRIP，然后输入IP地址，域名，端口，用户名和密码，设置完成后点击“设置”按钮，提示设置成功后退出即可。

3、点校正。测量前应进行点校正，目的是求解WGS-84坐标转换为用户使用坐标的转换参数。方法如下：移动站接收机先到一已知点，看手薄上测量状态为固定解后往下做。设置求转换参数增加输入当前已知点的点名和点坐标OK把移动站立直在已知点点位上，点击读取当前点坐标输入天线高OK保存选择要保存到的位置，并输入文件名确定OK，保存成功点“应用”，会退出求转换参数窗口。移动站接收机到第二个已知点上，操作步骤同上，将结果保存到上一文件所保存到的位置，并覆盖原文件，保存成功后点击“应用”。（一般用两个点应用求参数即可。如再往下还有第三个，第四个...需要参于求参数，就重复上一步骤，最后增加完后再点“应用”。）完成后在已知点上测一下坐标，和已知值比一下，看是否正确，如正确就可以开始测量。

4、公路中线放样

设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地而上标定出来，即中线放样。近几年传统RTK技术在公路中线放样上有广泛的应用，但在工作中发现很多问题，如控制点埋设要均匀，作业当中不断移动基准站，电源供给不便等。而基于CORS的网络RTK很好地解决了这些问题，采用网络RTK测量，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，工作人员按软件上的提示，将中线桩位在指定点标定出来，快捷又方便。且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。

5、路基的边桩或边坡放样

利用网络RTK进行路基的边桩或护坡放样时，不需频繁设置转点以及在开挖线边设控制点，故基本上不受上述情况的影响。因前点即流动站是独立的，仪器会引导你去相应桩号位置，如不合适则可自由调整桩号，无须交流，从而提高作业速度。

6、公路应用

实时动态（RTK）定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，相辅相成的两种模式，非常适用于公路工程中的前端数据采集。GPS静态定位技术和动态定位技术相结合的方法可以高效、高精度地完成公路平面控制测量。

7、横、纵断面测量

利用中线桩点坐标，公路中线确定后，通过绘图软件，即可给各桩点的横断面和出路线纵断面。由于均是测绘地形图的所用数据通过采集得到的，因此纵、横断面测量不需要再到现场进行。从而外业工作大大减少。如果现场断面测量需要进行时，也可采用实时 GPS测量。在精度、经济、实用各方面与传统方法相比，都有明显的优势。

8、中线测设

在大比例尺带状地形图上设计人员定线后，在地面需将公路标定出来。采用实时GPS测量，只需输入中线柱点的坐标 到GPS 接收机中，放样的点位系统就会定出。由于都是独立完成的每个点位的测量，累积误差不会产生，各点放样精度趋向一致。

五、注意事项

为了保证网络RTK测量的精度、初始化时间和可靠性，在使用网络RTK测量时应注意以下几点：

1、观测卫星的图形强度。在进行坐标解算时，所采用的卫星数越多，分布越均匀，则PDOP值小，网络RTK的解算的精确性和可靠性越高，初始化的时间也越短为保证测量结果的可靠性，一般要求接收卫星数保持5颗或5颗以上，且PDOP小于6时，才进行网络RTK测量。

2、使用网络RTK布设图根点时应使用脚架，并严格对中整平，精确量取天线高，第二次出现固定解后再记录，避免初次固定解算整周模糊度出现的错误。

3、已知点检验。在利用网络RTK测量前，先测量几个已知点来进行检核，一方面可以检验观测精度，另一方面也可以检验坐标转换精度。

结束语

综上所述，GPS在公路勘测中的应用，是技术的突破，是勘测手段的革命，是作业方法创举，对高等级公路的勘测起到了前所未有的作用，效率的提升，精度的到达，预示着定位技术对公路勘测有巨大的推进作用，方兴未艾，前途广阔。

参考文献

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