摘要：GPS RTK定位系基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)發(fā)展而來的，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，給出厘米級(jí)定位結(jié)果。給出了GPS RTK技術(shù)應(yīng)用于線路定線測(cè)量的基本方法，并結(jié)合具體的工程實(shí)踐提出了RTK作業(yè)過程中技術(shù)路線及不可忽略的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

　　1 概述

　　定線測(cè)量即線路放樣，是把圖上設(shè)計(jì)的物體按照已定的尺寸或坐標(biāo)在實(shí)地上標(biāo)定下來。傳統(tǒng)的線路放樣方法有偏角法、切線支距法、極坐標(biāo)法等。一般需要事先根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算放樣元素，再在實(shí)地使用全站儀等常規(guī)測(cè)量儀器測(cè)設(shè)出待放樣線路。因其在實(shí)施過程中受測(cè)區(qū)通視條件和已知點(diǎn)分布等因素的影響，耗人耗時(shí)、效率低下，且缺乏實(shí)時(shí)有效的精度控制檢核措施。

　　GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了工作效率，較好地解決了實(shí)時(shí)而簡便的檢核工作模式，進(jìn)而提高了成果的可靠性。RTK作業(yè)設(shè)備（電子手簿）一般都內(nèi)置有功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件，能夠很方便實(shí)現(xiàn)線路放樣的要求，投入人員少、精度可控、作業(yè)方式靈活、效率高。

　　通過GPS RTK技術(shù)在南水北調(diào)中線工程定線測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)該工程的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)、精度滿足程度、可靠性以及技術(shù)保證措施等方面進(jìn)行了有益的探索。

　　2 GPS RTK線路放樣的工作原理及方法

　　2.1 工作原理

　　GPS RTK定位系基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)發(fā)展而來的，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，給出厘米級(jí)定位結(jié)果。

　　2.2 硬件環(huán)境

　　以Trimble5700雙頻RTK GPS接收機(jī)為例，用于RTK作業(yè)模式實(shí)施線路放樣測(cè)量的硬件主要設(shè)備為：Trimble5700GPS基站型接收機(jī)1臺(tái)套；流動(dòng)站型接收機(jī)至少1臺(tái)套；Trimble TM3電臺(tái)1臺(tái)；TSCe電子手簿至少1個(gè)。其它必須的GPS RTK作業(yè)附件如腳架、鞭形天線、電源等。

　　2.3 工作流程

　　通過大量工程實(shí)踐，GPS RTK作業(yè)的主要工作流程如下：

　?。?）打開TSCe電子手簿運(yùn)行Trimble Survey Controller軟件，新建當(dāng)前線路放樣工作任務(wù)。

　　（2）在當(dāng)前線路放樣工作任務(wù)中鍵入已知點(diǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)的待放樣線路，Trimble Survey Controller軟件提供了靈活的線路輸入方式供用戶選擇。

　?。?）在已知點(diǎn)上架設(shè)RTK作業(yè)基站并啟動(dòng)基站GPS接收機(jī)，確認(rèn)基站向外發(fā)送差分信號(hào)。

　?。?）啟動(dòng)流動(dòng)站GPS接收機(jī)，在RTK線路放樣模式下選擇合適的方法按指示進(jìn)行線路放樣。

　　第（1）步和第（2）步的工作可在外業(yè)實(shí)施前的室內(nèi)進(jìn)行，預(yù)先做好放樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；為保證放樣結(jié)果的可靠性，第（4）步在線路放樣前后和中間最好在已知點(diǎn)上做必要的檢測(cè)，或在沒有足夠的已知點(diǎn)的情況下進(jìn)行異站重點(diǎn)檢測(cè)。

　　3 工程應(yīng)用實(shí)例

　　3.1 工程特點(diǎn)

　　南水北調(diào)中線工程0+000～239+085段的定線測(cè)量、縱橫斷面測(cè)量及部分地形測(cè)量工作于2005年8～12月施測(cè)。

　　該段位于河南省南陽市及平頂山市境內(nèi)，西起淅川縣九重鄉(xiāng)陶岔渠首，經(jīng)南陽北跨白河，穿越淮、漢分水嶺、方城埡口、東八里溝進(jìn)入淮河流域，止于平頂山市魯山縣薛寨沙河南岸，全長239.085km.區(qū)內(nèi)村莊集中，人口密集，農(nóng)田多種植高秸經(jīng)濟(jì)作物，樹木茂盛。地貌形態(tài)以平原和壟崗為主，少量丘陵。

　　該工程的主要特點(diǎn)有：

　?。?）精度要求高，因其為引水工程，且大部分為自流，因此對(duì)高程精度的要求尤其重要。

　?。?）作業(yè)線路長，1次作業(yè)線路長度達(dá)240km.

　　（3）緩和曲線、圓曲線與直線交錯(cuò)布設(shè)，式樣復(fù)雜。

　?。?）沿線建筑物布置密集，穿越河道、道路多，布置有大量的倒虹吸、渡槽、立交等交叉建筑物。

　　3.2 主要技術(shù)指標(biāo)

　　定線測(cè)量是在1954年北京坐標(biāo)系1°帶坐標(biāo)的平面控制點(diǎn)上，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的渠道中心線轉(zhuǎn)折點(diǎn)、曲線起點(diǎn)、終點(diǎn)及圓心、半徑數(shù)據(jù)等，定測(cè)在實(shí)地上。定測(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及測(cè)量成果進(jìn)行計(jì)算。中心線上各樁點(diǎn)的里程樁號(hào)以設(shè)計(jì)提供的里程樁號(hào)為基礎(chǔ)，并利用前后已知樁點(diǎn)的里程樁號(hào)進(jìn)行內(nèi)插，計(jì)算加密樁點(diǎn)的樁號(hào)。

　　中心線樁點(diǎn)的放樣誤差不大于0.2m.

　　渠道中心線上的整公里樁必須測(cè)設(shè)并埋設(shè)混凝土樁，曲線起點(diǎn)、曲線終點(diǎn)、橫斷面基點(diǎn)等需測(cè)設(shè)并打入木樁，樁旁打入書寫里程樁號(hào)的樁牌。