万兵

（中铁四局集团海外分公司 安徽合肥 230000）

GPS RTK技术在复杂公（铁）路工程测量中的应用

万兵

（中铁四局集团海外分公司 安徽合肥 230000）

经济发展带来的交通需求加快了我国的公路、铁路建设步伐，g技术的广泛应用能够提高测绘成果质量和测绘工作效率，避免传统测绘工作量大、数据精确度低、费用支出高昂等问题的出现，保证了测量数据准确性，测量工作时效性和测量人员安全性。随着科技的发展，科学技术在公路、铁路乃至于各项工程测量工作的实际应用就是g技术的使用和推广，g技术也因为自身精准度高和动态性好的优点，逐步应用于各个部门和各项大型工程之中，如南水北调、西气东输等。本文以g技术在复杂公路、铁路工程测量的应用为切入点，进行相关研究，为对g技术进行深入研究提高参考。

GPS PTK技术；工程测量；工作流程

1 GPS PTK技术工作原理和优势

1.1 GPS PTK技术工作原理

全球定位系统的简称即为GPS，这是一种全天候、全方位的跟踪测量定位设备，主要运用了先进的GPS卫星导航系统。我们为了方便管将设备的种类和测量方式理根据坐标、演算方式和精度的不同将其分为静态、动态后处理、RTK、RT、毫米级、厘米级等。我们在外作业时能够及时得到厘米级的定位便是应用了RTK技术，这就要在GPS接收机内装入更高速、更小型的计算机。而在进行动态监测时用到的则是基准站和流动站的配合，首先基准站需要通过电台将坐标传输给流动站，再由流动站将坐标转换为海拔高度和平面坐标，最后进行差分处理才能得到。GPS PTK技术同时拥有较强的数据处理能力（如图1）。

1.2 GPS PTK技术工作优势

传统的测量方法由于测绘周期长，测绘准确度低，测绘工作量大等缺点已经逐步被新型的测绘技术和测绘仪器所取代，这是科学技术在测绘工作中的实际应用，适应时代的进步和科技的发展。GPS PTK技术存在以下的技术优势：

（1）打破了内外界作业的限制，缩减了测量工作的流程。GPS PTK技术的成图流程从首级控制到成图应用能够实现一体化作业，极大缩短了测量工作的周期，提高了测量工作的效率和准确性，降低了工作强度。

（2）数据采集便捷。GPS PTK技术的应用同时建立在严格的数据收集和数据存储之上，严格的记录格式被编写成程序直接应用到了测量工作之中，而为了后期再对图形进行编辑时能够快速的进行处理并得以运用，我们通过数字测图软件将收集到的名称、所编号码等进行识别。

（3）GPS RTK技术在外作业时可以不分幅作业，因为这一技术没有图幅边界的限制，收到不分幅的作业之后在业内成图时自动进行分幅并且进一步的进行接边处理。

（4）数据的精准度高。GPS能够完成1∶500图根控制测量点位的高程精度的测量，而且不会发生误差积累的弊端，误差分布比较均匀，完全可以满足大比例尺测图的需要。RTK技术控制测量操作比较简便，机动性很强。

当然技术在现实发展过程之中需要不断完善和弥补，GPS PTK技术较于传统测量方法具有天然的技术优势，也不可避免地存在一定的问题，如受卫星状况限制，受电离层影响，受数据传输距离的影响等，在实际应用中的问题，也已经找到弥补的办法来完善GPS PTK技术，使其更好地为工程测量服务。

图1 GPS PTK系统数据流程示意图

2 GPS PTK技术应用作业流程

GPS PTK技术在发展应用的过程中形成了一整套完整有效的作业流程，实际应用过程中，按照相关流程进行作业能够实现GPS PTK技术的合理应用和保证测量准确度，降低测量时间。GPS PTK技术定位作业流程主要由基准站的设置、坐标系统转换和流动站测量定位组成，三个流程相互联系，构筑起完整的定位流程。

2.1 设置基准站

①因为工程的需要而收集并且检测当地已知的高等级控制点，以保证我们得到的数据的准确度。然而大部分情况下收集来的已知控制点并不能直接用于我们的工程当中，所以我们应在测试区内安装设置多个控制点，并且测算控制点的坐标和高程。②在用RTK进行定位测量时，在选定好的基准站上设置接收机以便尽快拿到准确的配置所需参数。

2.2 转换坐标系统

一般来说一个工程项目的建设是在当地的独立坐标系中完成的，所以我们需要将坐标转换为参考系数。再利用其他的控制点（至少三个）对RTK的参数进行再次的修正（不得少于七参数），将求出的坐标转换为参数后，利用测量控制器算出这一工程的独立坐标。

2.3 流动站测量定位

我们为了完成工程需要的相关测量定位工作和测绘工作，不仅要确认坐标转换参数的准确还要根据流动站对工程进行实时的测量和定位。

3 GPS PTK技术的实际应用

工程的建设过程中，GPS PTK技术的应用总体来说对不同的施工需要都大同小异。其基本的应用步骤和应用程序也在总体上适应了多数地区工程的建设，现总结其实际应用的步骤及基本环节如下：

3.1 基准站的设置

由于控制点在实际应用过程中距离线路的远近不同，控制点的设置数量也要随之改变，以GPS的基准站为基准，线路距离要与控制点的数量成正比。首先平面控制网按照GPS静态C级的相对测量和高程为三等精度的联测的水平进行测算，并且控制点间的距离平均在1km左右，最大间距3km。

3.2 确认坐标转换参数

GPS PTK技术能够在短时间内保证坐标转换参数的准确性，转换参数确定的两种方法：

（1）利用RTK设备中测量控制器在现场进行测算，从平面控制点中选择不少于三个点，将其准确的坐标输入到控制器中，在现场进行逐点定位测量，观测5min，三个测量点完成后，运用测量控制器的自带软件进行计算。此方法耗费时间多，现场施工时间长。

（2）同样利用（1）步骤中的控制点的坐标，加上测算出的当地坐标，在内业中计算出坐标转换参数，将参数输入测量控制器。此方法相较于静态观测用时较短，参数准确度高，如表1所示。

表1 RTK定位结果与静态定位结果比较表

3.3 分项测量

（1）普通控制测量。局部地区为了进行分项工程的测量，需要采用PTK技术对收集到的已知点或通过相对静态技术进行加密的GPS控制点进行连续观测。

（2）定线放样。因为线路放线工作需要控制器实时测点里程和偏移距。所以为了方便线路图的自动生成需要在控制器中输入线路放线时线的曲线要素。

（3）地形测绘。RTK技术和常规地面技术的合理组合能够有效地对复杂地形进行有效测绘。同一基准站同时供多个流动站使用，外业工作小组可以同时分散区域进行工作，辅之RTK技术进行沿线局部测绘的效率将大为提高。当测点位于偏远险峻地区，尤其是GPS信号受阻，则需要将RPK与全站仪相结合的办法测绘局部地形，操作步骤如下，利用RTK技术测设必要的图根点，再设全站仪进行碎部测量。

（4）纵横、断面测量。RTK技术可以有效对隧道、桥梁等复杂工程进行精确有效的测绘，尤其是针对地形情况复杂，要求精确度高，常规地面测量方法难以实现测量精准度的工作。使用RTK技术进行工程地形断面测绘，达到了灵活、高效和质优的效果。

（5）专业调查与测绘。对于项目设计要求调查和测绘的工作，需要实地调查和必要测绘，采用RTK技术进行作业能够有效甄别需要测量的具体工作，避免常规方法作业频繁支点和搬站的高强度工作量，提高工作效率，保证工作质量。

4 结束语

RTK（Real Time Kinematic）实时动态控制系统。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

GPS PTK技术在工程测量中的实际应用极大提高了工程测量施工效率，保证了数据的精确性，绘图的时效性，尤其是能够避免传统测绘方法出现的弊病，能够适应不同情况下、不同地形对测量的精准度要求，解放了生产力，尤其是工人频繁的人工作业，高强度的人工劳动得以解放，实现GPS PTK技术的大范围推广和应用。当然在GPS PTK技术的实际应用中还存在着一些限制性因素和操作中的问题，尤其值得我们不断更新技术，解决问题，真正意义上实现工程测量的效率化，时效性，精确性，稳定性。

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[3]晏红波，黄腾.GPS网络RTK的现状及应用前景探讨[A].现代空间定位技术应用研讨交流会论文集（第5卷第3集）[C].2007.

U212.2

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1004-7344（2016）05-0149-02

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