GPS-RTK在公路放样的应用

要由于GPS-RTK技术的快速发展，它在各个领域都得到了广泛的应用，本文对沈阳康平到法库公路网项目为例，概略叙述GPS-RTK在公路工程测量中的应用。确定放样精度也是本文的研究内容，正因为RTK能快速放样，高精度点的位置和高程，它在公路放样中得到了广泛的应用。

0引言

近几年,随着我国各等级公路网的基本形成,高速公路也逐渐向山区发展。公路定线放样是公路建设的重要工作。GPS RTK以其高精度、高效率、易操作等特点被广泛应用于公路放样测量中。

关键词：GPS-RTK公路放样精度分析

一 GPS-RTK技术的工作原理

GPS RTK 技术的基本原理实时动态 RTK技术是载波相位动态实时差分(Real Time Kinematic)定位技术，它能够实时地提供测站点指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK 作业模式下，基准站通过数据链将其观测值(载波相位观测值)和测站三维坐标信息(如基准站坐标和天线高度)一起传送给流动站，流动站在完成初始化后，一方面通过数据链接收来自基准站的数据，另外自身也采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，再经过坐标转换和投影改正，即可给出实时的厘米级定位结果。GPS测得的高程是该点在WGS-84椭球上的大地高，因此必须采用高程拟合的方法，来求得正常高。而高程拟合的精度取决由GPS大地高程转换为正常高的精度(其中关键是高程异常的精度)，也就是说，参与拟合的水准点的个数及分布的均匀控制程度和地形起伏状况。对于公路放样来讲，路线两侧布设的水准点足以保证中桩高程的拟合精度。

二 GPS-RTK放样的高程精度分析

下面以康平到法库新建高速公路为例。在康平到法库属于平原丘林区，在测设中采用寻找国家3等水准点及已知点水准引测方法，共获得6个分布均匀，精度适中的已知高程点。采用GSP推算出的高程与精密水准测量相比较，其结果是：

从表1中可看出，误差呈现出偶然性，最大偏差+0.060m，最小偏差-0.006m。误差的平均值为-0.005m。把精密水准当作误差很小看待，则GPS高程的中误差为±0.039m。

三 GPS-RTK放样的平面精度分析

精度包含几个部分：1、仪器本身的精度-目前各品牌GPS的RTK标称精度多数都是平面10mm+1ppm，高程20mm+1ppm，以平面为例，这个参数是指仪器本身有10mm的固定误差，再加上1ppm的比例误差;2、坐标系转换导致的精度损失-GPS测得的是WGS84坐标，该坐标需要经过投影、转换才能变成施工中使用的地方坐标系，这个转换过程受投影变形、施测精度、区域地形等的影响必然会有精度损失;3、人为操作导致的误差-放样时气泡是否居中，下桩时桩子中心有没有对准放样点也会影响精度;4、如果是网络RTK方式作业，其精度又受CORS网的精度限制了，一般情况下会比电台作业方式的精度更低，但特点是作业区域大，不需要自己求转换参数。最重要的原则是不超过3-10CM，高程误差不应超过+5CM.为了求定坐标转换参数，在已有的GPS控制网中选择能控制住测区的点，采用GPS静态测量技术测定各点的WGS-84坐标。由于放样线路距离长，地势复杂，考虑到动态GPS系统数据链的传递及定位精度的要求，实际求解时将测区分成5-10KM的若干测段，对每个测段利用LEICA一步法分别求解坐标转换参数。具体放样过程中，视测段的位置分别架设基准站及输入对应的坐标转换参数，流动站接收机输入与基准站相同的转换参数，在整周模糊度解算成功后，沿设计线路对地形地貌逐一放测，并实时注意质量控制因子的变化情况。

四 结论从上述过程来看，GPS -RTK 技术应用于公路路线中桩放样如下优点：1 GPS RTK作业过程的灵活，作业效率高作业时，对区域内的站点之间不要求通视。流动站与参考站之间的联系是建立在无线电波的基础上的，只要参考站架设完毕，在30km(有些地区可能短些)范围内，流动站可以任意作业，大大提高了工作效率。当然要注意失锁的问题，一旦失锁，须重新初始化。GPS RTK技术在测量时，受环境因素，人为因素影响较小。它可以在夜晚、雾天、雨天等恶劣天气条件下工作，而全站仪则不行。2 GPS RTK作业模式的一致性，提高了点位精度的均匀性测量时，其点位精度是实时显示的，且每一根中桩的放样过程基本一致，所测放的中桩点位精度也大致相同，因此可以保证中桩点位精度的均匀性。可以说使用GPS RTK技术能让测量工作变得过程快捷、成果可靠。另外，GPS RTK技术还可以应用在监测大桥形变，作路线控制点，公路GIS，地形图根控制等许多方面，可以预见GPS RTK技术在公路测量方面的应用必将越来越广泛。