施工管理—南水北调中线工程定线中RTK的应用及探讨

　　摘要：GPS RTK定位系基于载波相位观测值的实时动态差分技术发展而来的，它能够实时地提供测点在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和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，给出厘米级定位结果。给出了GPS RTK技术应用于线路定线测量的基本方法，并结合具体的工程实践提出了RTK作业过程中技术路线及不可忽略的几个关键技术。

　　1 概述

　　定线测量即线路放样，是把图上设计的物体按照已定的尺寸或坐标在实地上标定下来。传统的线路放样方法有偏角法、切线支距法、极坐标法等。一般需要事先根据坐标计算放样元素，再在实地使用全站仪等常规测量仪器测设出待放样线路。因其在实施过程中受测区通视条件和已知点分布等因素的影响，耗人耗时、效率低下，且缺乏实时有效的精度控制检核措施。

　　GPS RTK技术的应用，极大地提高了工作效率，较好地解决了实时而简便的检核工作模式，进而提高了成果的可靠性。RTK作业设备（电子手簿）一般都内置有功能强大的应用软件，能够很方便实现线路放样的要求，投入人员少、精度可控、作业方式灵活、效率高。

　　通过GPS RTK技术在南水北调中线工程定线测量中的实际应用，对该工程的几个关键技术、精度满足程度、可靠性以及技术保证措施等方面进行了有益的探索。

　　2 GPS RTK线路放样的工作原理及方法

　　2.1 工作原理

　　GPS RTK定位系基于载波相位观测值的实时动态差分技术发展而来的，它能够实时地提供测点在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和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，给出厘米级定位结果。

　　2.2 硬件环境

　　以Trimble5700双频RTK GPS接收机为例，用于RTK作业模式实施线路放样测量的硬件主要设备为：Trimble5700GPS基站型接收机1台套；流动站型接收机至少1台套；Trimble TM3电台1台；TSCe电子手簿至少1个。其它必须的GPS RTK作业附件如脚架、鞭形天线、电源等。

　　2.3 工作流程

　　通过大量工程实践，GPS RTK作业的主要工作流程如下：

　　（1）打开TSCe电子手簿运行Trimble Survey Controller软件，新建当前线路放样工作任务。

　　（2）在当前线路放样工作任务中键入已知点数据和设计的待放样线路，Trimble Survey Controller软件提供了灵活的线路输入方式供用户选择。

　　（3）在已知点上架设RTK作业基站并启动基站GPS接收机，确认基站向外发送差分信号。

　　（4）启动流动站GPS接收机，在RTK线路放样模式下选择合适的方法按指示进行线路放样。

　　第（1）步和第（2）步的工作可在外业实施前的室内进行，预先做好放样数据准备；为保证放样结果的可靠性，第（4）步在线路放样前后和中间最好在已知点上做必要的检测，或在没有足够的已知点的情况下进行异站重点检测。

　　3 工程应用实例

　　3.1 工程特点

　　南水北调中线工程0+000～239+085段的定线测量、纵横断面测量及部分地形测量工作于2005年8～12月施测。

　　该段位于河南省南阳市及平顶山市境内，西起淅川县九重乡陶岔渠首，经南阳北跨白河，穿越淮、汉分水岭、方城垭口、东八里沟进入淮河流域，止于平顶山市鲁山县薛寨沙河南岸，全长239.085km.区内村庄集中，人口密集，农田多种植高秸经济作物，树木茂盛。地貌形态以平原和垄岗为主，少量丘陵。