浅谈GPS-RTK在公路测量中的应用

李东洋，逯艳梅

吉林省吉林市公路规划勘测设计院有限公司，吉林吉林 132000

浅谈GPS-RTK在公路测量中的应用

李东洋，逯艳梅

吉林省吉林市公路规划勘测设计院有限公司，吉林吉林 132000

通过对GPS-RTK系统的分析，将GPS-RTK更好的应用于公路建设，使公路测设水平显著提高。

GPS；RTK；CAD；CARD/1；维地

1 GPS的由来及特点

1）美国国防部于1973年批准陆海空三军共同研制新一代卫星导航系统，全称为“授时与测距导航系统／全球定位系统”（Navigation Timing and Ranging /Global Positioning System），简称为“全球定位系统（GPS）”。整个计划耗时20年，投资300亿美元，是继阿波罗登月、航天飞机之后的第三大空间工程。GPS定位技术有以下特点：定位精度高，观测时间短，测站间无须通视，可提供三维坐标，操作简便，全天候作业，功能多、应用广，免费。

2）GPS由空间星座部分、地面监控部分和用户部分3部分组成

空间星座部分：由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星。工作卫星分布在6个轨道面内，每个轨道面上有4颗卫星。卫星轨道面相对地球赤道面的倾角为55°，各轨道平面升交点的赤经相差60°，在相邻轨道上，卫星的升交距角相差30°。轨道平均高度约为20 200km卫星运行周期为11h58min。现在GPS卫星大约有31颗。

地面监控部分：GPS的地面监控部分主要由分布在全球的5个地面站所组成，其中包括卫星监测站、主控站和注入站。

用户部分：用户设备的主要任务是接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息及观测量，并经数据处理而完成导航和定位工作 。

3）GPS的定位原理：由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X，Y，Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

2 传统测量与RTK测量技术的比较

1）传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。若把RTK用于公路控制测量则不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。

2）过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地形地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少3人～4人操作，需要拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测。现在采用RTK，仅需一人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上几秒钟，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图。

3）放样是测量一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2人～3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样，如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。

3 与道路软件的之间的结合

GPS测得的数据结合现有的道路软件如CAD，CARD/1，维地等，做后期处理是非常简便的，只需要把数据导入软件中，构网后形成三维模型，利用模型来作出各种线形的选定，使用户直接在计算机上动态交互式完成公路路线的平（纵、横）设计、绘图、出表；在互通式立交设计方面，系统更以独特的立交曲线设计方法、起终点智能化接线和灵活批量的连接部处理等。

4 结论

将GPS-RTK应用于公路建设，给传统的公路勘测带来的巨大的冲击，使公路测设水平显著提高。无论在公路勘测设计单位还是公路施工单位均具有重要的应用，但是由于其机器价格昂贵，所以目前推广应用还有一定难度。如果可以建设地域性大型基站，配合RTK流动站使用，实现资源共享，这样只需要购买流动站不仅可以节约资源还可以加快工程的进度。

英发现一种疼痛基因开关有助于慢性疼痛药物的研发

英国阿伯丁大学12月21日发布新闻公告称，该校科学家经过5年研究，终于找到了疼痛基因substance-P基因的开关，并发现辣椒素可刺激其开启。这一发现不仅有助于增进科学家对疼痛背后所隐含的遗传机制的理解，也有助于开发新的疼痛治疗药物和方法。相关研究成果发表在近期的《神经信号》杂志上。

Substance-P是位于感觉神经细胞中的一种疼痛基因，被认为与慢性炎症引起的疼痛有关。这种基因是惰性的，需要激活因子刺激才可进行充分表达。

《科技日报》

U41

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1674-6708（2010）33-0148-01