杭州环地测绘工程有限公司
摘要：随着我国公路工程建设项目逐年增加，亟需先进的测量方法作支撑，而RTK新技术在公路工程测量中的应用，极大改善了测量精度和准确性，提高了工作效率。本文着重总结了RTK技术的优势及目前在公路工程中的应用情况。
关键词：RTK技术；公路工程；测量；应用
现代工程测量中，传统的测量仪器和手段已不能满足时代的需求，随着GPS技术的发展及其在测绘行业的推广应用，一种高精度、高自动化程度、高效率，建立在GPS基础上的新技术——RTK技术得到迅猛发展，已成为工程测量的首要选择。该技术结合了测量技术与数据传输技术的优点，目前，在公路工程测量中的应用越来越广泛。
一、RTK测量新技术简介及工作原理
RTK技术（Real - time kinematic）是一种新型实时差分GPS技术。其工作内容为实时处理基准站和流动站的载波相位观测量，将基准站采集的载波相位发送到流动站接收机，然后进行求差、解算坐标，是GPS测量领域的一项新的技术突破。RTK技术能够实现实时测量，具备厘米级定位精度，这些都是静态、快速静态、动态测量GPS技术无可比拟的优势，极大提高了野外作业效率，在公路工程中具有广阔的应用前景[1]。
RTK测量系统组成包括一台基准站和若干流动站，工作原理为基准站和流动站之间的单基线处理过程。基准站和流动站之间使用无线电传输设备建立无线数据通讯，二者可同时接收卫星信号得到测量数据。基准点一般选取点位静度较高的首级控制点，并安置一台接收机作为基准站，要对所有可见卫星进行连续不间断观测。同时该基准站还要把观测数据、修正参数等通过无线电传输设备传送到流动站。流动站获得改正参数后，根据载波相位差分技术的原理，实时解算出自身的三维坐标，其计算结果能够达到厘米级的精度，这样流动站就能实现实时、方便、快捷、精准的定位[2]。
基准站一般设置在已知点上，其位置最好在测区的中心，同时要保证周围没有建筑物和高压线等，还要远离电磁信号，以免干扰传输信号的输送。
二、RTK测量新技术优势
（一）工作效率高
RTK技术测量数据链很稳定，能保证较大范围的测量精度，减少了传统测量方法中必需的相关测量仪器的站点及控制点数量，免除了不必要的频繁转站和参考点设置，节省了初始运行时间间隔，劳动强度降低，工作效率明显提高。
（二）定位精度高，数据可靠
RTK技术可以实现实时动态测量，及时查看坐标的定位精度，对整周模糊度的计算非常准确，传统测量技术无法实现。传统测量技术误差较大，增加了工程施工的难度。而只要满足RTK的基本工作条件，在约4km的作业半径范围内，RTK就能达到厘米级的平面和高程精度，对导线图及控制测量的要求不高。
（三）操作简单，自动化程度高
地形复杂、障碍物多的地区会造成通视困难，传统测量技术无法使用。而RTK技术只需满足基本工作条件，就能轻松进行快速高精度定位作业，其受自然环境（如能见度、通视条件、季节等）的影响较低，能够进行全天测量。
该技术操作均使用软件系统，数据处理能力强，无需过多人工干预，自动化程度很高。该技术的输入、存处理、转化及输出功能强大，测量仪器及相关设备易操作。
三、RTK技术的误差来源
RTK技术误差主要来源于三个方面，分别为仪器设备干扰、卫星信号传播误差和天气因素造成的误差等[3]。
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（一）与仪器设备有关的误差
RTK测量技术中使用的仪器设备会造成一定的误差，如GPS卫星轨道产生的误差、天线相位中心位置变化产生的误差、接收设备产生的误差等。接收设备在天线对应的中心位置有偏差及仪器对中的误差，此偏差为毫米级，对RTK定位影响非常小，中桩放样时可适当延长观测时间。因仪器设备带来的误差可通过矫正予以消除。
（二）与卫星信号传播有关的误差
因卫星信号传播导致的误差对RTK技术影响较大，如对流层对信号的影响、大气折射造成的误差、信号之间相互干扰造成误差、多路径效应误差等。解决措施：消除大气折射误差可在实际作业中使用双频观测；消除多路径误差可选择地形开阔、无大量建筑物，无大面积水面的地点进行测量。
（三）天气因素造成的误差
天气突变也会导致RTK传输信号受到干扰，产生误差。基准站应与无线电发射台、高压线保持适当的距离。恶劣天气条件下，不宜使用RTK测量技术。
四、公路工程中RTK测量技术的实际应用
国民经济发展对公路设施建设及公路勘测技术提出更高要求。目前，随着计算机软件及硬件发展与普及，我国公路设计已全面实现CAD化。但有些软件要求公路工程在勘测、设计、施工及后期管理等方面实现“一体化”的数据系统，但技术水平的限制导致公路工程设计出现瓶颈，亟需研究开发符合时代发展的新技术。
目前，公路勘测中已不乏先进仪器设备，但这些工具限制条件多、作业强度大、效率低下，已跟不上公路测量工程发展的脚步。而将GPS技术运用到公路工程中，具有明显的优越性，尤其是GPS-RTK技术潜力巨大。RTK 技术在所有地图测绘中都能够满足实时准确定位，精度高、限制因素少。未来该技术还会朝自动化、数字化及智能化方向发展，未来RTK 技术在公路测量中应用将成为主导。
（一）控制点加密的应用
在控制点加密工作中RTK技术具有两大优势，不仅可以大幅度提高工作效率，还能提高控制点的精确度。在工程地形图及断面的测量工作中，必须进行加密控制点的测量，而有些控制点非常脆弱，易遭到破坏，RTK技术可有效改善此缺陷，其能对控制点进行精确定位，然后进行加密，操作简单，保障了工程测量的准确性。
（二）数字化地形图应用
RTK技术在公路工程测量中非常实用的一点：快速定位、实时获得坐标点。根据地形的实际情况进行测量并做数据采集，经专业人员使用专业化软件绘图并处理，生成数字化管道地形图。单人即可完成此工作，较传统技术节约人力物力，但测量时要求测站点与被测物之间通视良好。
（三）线路中线放样的应用
线路中线放样在公路工程测量中是一个关键环节。RTK随机软件具有放样功能，利用它可进行点直线、曲线及施工放样测量。
操作步骤：首先将施工道路的准确坐标输入软件设备，检测系统开启自动预算功能。然后将该坐标作为参考点和目标点，以流动站所在位置的坐标作为修正点。电子设备计算完毕并在屏幕上显示出实地待定点相对于目标点之间的偏移距离，按照指示移动流动站，直到满足所要求的精度。此技术简化了工作环节，提高了测量准确性。
（四）在植被茂密地区的应用
我国公路系统四通八达，覆盖全国各式各样的地形，气候变化大，有些地区如西南部省份植被茂密，常遮盖视线，不利用施工，利用传统方法施工难度较大。RTK技术中导线控制测量方式能比较快速解决这一难题。在保证视线良好的前提下，每隔一定距离设置一对控制点，并进行加密，然后在相邻两个控制点范围内进行放线测量，避免了植被对工程的干扰。
（五）在公路纵、横断面测量中的应用
测量时先将公路中线确定，借助中线坐标，应用相应的绘图软件，不但能确定纵断面，还可以确定各个桩点的横断面图。利用测绘地图进行数据采集，免去现场测量环节，节省了测量时间，简化了工作量。
结语：
综上所述，RTK技术在公路工程测量中发挥着显而易见的作用。除较高的定位精度和数据处理能力外，该技术还能大大提高工作效率，减少工作人员的工作时间和强度。但此技术仍存在一些缺点，如受高压线、建筑物的影响比较大、数据传输信号易受干扰、数据初始化能力较弱、精度和稳定性差等。随着科学研究的不断进步，RTK测量技术也在不断升级改进，拓宽应用领域，相信RTK技术必将成为公路工程测量中的主力技术。
参考文献：
[1]贺国超.GPS-RTK技术在公路工程测量中的应用[J].科技展望，2015，24:118-119.
[2]孙登海.GPS-RTK在工程测量中应用及其技术特点[J].江西建材,2014,10:233.
[3]陈家经.公路RTK测量的技术特点[J].黑龙江科技信息，2012，22:215.
论文作者:张朋博
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/11
标签：测量论文; 技术论文; 误差论文; 流动站论文; 公路工程论文; 基准论文; 公路论文; 《基层建设》2016年11期论文;