公路施工中载波相位差分技术的应用
摘要:
GPS－ＲTK技术具有放样速度快、测量精度高等优点，在高速公路施工测量中应用广泛。本文
首先对 GPS－ＲTK技术的概念和原理进行了介绍，然后对系统的构成、测量作业流程以及 GPS－ＲTK技
术的具体应用进行了探讨。
关键词:
高速公路；施工测量
当前在公路施工测量中，一般会选择水准仪、全站仪等进行监控。但是使用这种常规的施工测
量技术有很多不方便的地方，例如施工测量中测量线路有比较多的居民点、水网和树木，导致通视性
差，增加了测量难度。为了保证测量效果，必须的增加支导线点的密度，并不停的搬架仪器，测量效率
不高，测量精度也得不到保证。随着测绘技术的不断发展，GPS－ＲTK技术越来越成熟，不仅可以满足
测量数据现势性和测量精度的要求，而且可以提高施工测量水平，应用前景广阔。
－ＲTK技术简介
1．1工作原理
GPS－ＲTK是数传技术和 GPS技术相结合的技术，ＲIK系统主要由流动站和基准站组成，，见
图 1。流动站主要由电子手簿、天线、无线数据链电台、GPS接收机构成，基准站主要由无线电数据链
电台、接收天线、直流电源、发射天线、GPS接收机等构成。在工作过程中，首先将一台 GPS接收机安
装到基准站上，然后将另外几台接收装置设置在流动站上，流动站和基准站可以在同一时间内对 GPS发
射信号进行接收，然后将已经知道的位置信息和基站得到的观测值进行对比，求出 GPS差分改正值，然
后使用无线电数据链电台将信息 GPS观测值传递给卫星流动站，通常情况下流动站和基准站要同时观测
卫星要在四颗以上。使用流动站进行测量可以将定位结果精确到 cm级。
1．2转换坐标
一般来说常用的坐标转换方法主要有两种。(1)在架设好基准站以后直接对该点坐标数据进行收
集，然后对坐标进行转换，使用这种方法可以在任意点架设基准站。(2)将直接使用现有的 GPS静态观
测数据，此方法一般会已知的 GPS控制点上架设基准站，然后在簿中输入坐标点，实现坐标的转换
［1］。在进行正式定位之前，首先对校对 GPS流动站的行点，进行校正时需要在两个以上 GPS控制点
上进行。通常会选择在测区内分布的控制点来校正行点。进行校正操作时，首选在已知控制点上对中树
立 GPS流动站，气泡紧密居中后对数据进行收集，然后将已知坐标点输入后进行校正，校正后对坐标进
行转换。将坐标转换成使用需要的坐标系后就可以开展ＲTK测量。在测量过程中，要对实时对已知控
制点进行测量，保证定位的准确性。一般来说，在卫星和无线电正常接收测区内，5s就可以得到 1～
2cm的高精度固定解，测量已知控制点后和理论坐标比较，如果精度没有超过 1～2cm，证明ＲTK定位
准确，可以开始进行施工测量。
1．3设置流动站和基准站
GPＲ－ＲTK在工作过程中，一般会选择在测区中部位置布置基准站，并将基准站架设在高处，
架设位置四周要开阔，不能有建筑物、高大树木、小山包等挡住，不要距离高压输电线、大功率无线发
射源过近，以免影响 GPS信号。对讲机、手机要在距离基准站 10m以外的地方使用，并尽量不要在大面
积水域周围使用。为了保证流动站测量精度的可靠性和测量精度，在进行校对时要选择高精度控制点进
行校对，选择具有代表性的控制点，并在整个测区进行均匀分布。
－ＲTK技术的优势
(1)操作方便、放样效率高。使用 GPS－ＲTK技术进行放样测量时，不会向全站仪一样要求有良
好的通视条件，基准站和流动站是通过无线电波进行信息的互传的，只需要架设好基准站，流动站就可
以在 20～30km的范围内中随意作业，工作效率显著提升［2］。由于流动站是独立的，因此仪器可以引
导测量人员找到对应的桩号位置，当桩号不合理时，可以对桩号进行调整，保证作业速度。
(2)点位精度高。使用全站仪进测量时，会受到各方面因素的干扰，测量精度也得不到保证;使
用 GPＲ－ＲIK进行测量时测量精度可以实时显示出来，测放桩点位的精度也基本一致。
3.案例介绍
某高速公路工程所在地区为低山～丘陵地貌，地表谷沟主要为 U型，该标段主要使用 GPS测量
匝道中桩和测放主线，使用 HD5800GGPS接收机进行作业，按照 1+1的形式进行组合，一台作为流动
站，一台作为基准站，基准站主要包括终端、大功率电台、GPS接收天线、5m高的无线电发射天线、电
池等，流动站主要包括无线电台、接收天线、碳纤杆、电池、手簿拖架、7400手簿。首先选择出间隔
距离超过 500m的三个导线点，然后在没有参数的状态下将仪器安装好，并将基准站架设好，使用流动
站对另外的两个导线点进行测量，测量到的数据即为当地坐标，将得到的当地坐标和工程坐标对应后输
入到 7400手簿，将转换参数计算出来，使其转换为 WGS－84坐标系。
－ＲTK技术的具体应用
4．1测量放样在进行放样前
首选要将路线的缓和曲线长度、路线半径、起讫桩号等数据输入到设备中，然后进行输入的数
据将放样数据计算出来，并自动保存到ＲTK文件下。当输入的数据不准确是，手簿程序中的自动核对
功能会启动，并以文字的形式在手簿桌面上显示出来。在进行放样时，需要将需要的段落从放样点库中
提出出来，然后将放样点选中，整个操作过程非常的简单，而且在手簿中还布置了快捷键，操作起来非
常的便利。路线线位在 GPS内部生成以后，可以使用ＲoadPlus软件对中桩进行放样。可以使用自动选
择按钮进行桩号放样也可以手动将桩号输入，还可以将某个桩号的横断面选择出来，当架设好基准站以
后就可以进行放样。将一个桩号选择好后，GPＲ－ＲIK会立即提示桩号的方向和距离。虚箭头和实箭
头重叠即证明行走路线是正确的。当前位置距比提前设置好桩号位置精度范围内小时，仪器会自动发出
警报，当 GPS－ＲTK上显示桩号位置和当前位置南北距离、前后左右距离等为 0时，证明成功放样，此
时就可以进行钉桩，钉桩完成后即可进行下一个点的放样，重复上述操作。
4．2测量精度控制措施
在对该标段桩进行测量时，在进行下一道工序施工之前需要在面层、基层和路基表面左侧和右
侧分别进行一次放桩，保证施工平面线形精度可以达到要求。为了对ＲTK放样精度进行验证，使用全
站仪对路线两侧一些比较典型的高精度点进行检测。
4．3GPS－ＲTK误差的消除措施
(1)降低电离层的影响。通常情况下双频可以消除大多数的电离层影响，但是当基准站和流动站
之间的距离比较远或者高差比较大的时候，误差有可能会达到 5～10cm，在实际作业过程中要尽量降低
这些误差，此外在测量时需要保证卫星数在五颗以上，选择高处作为基准站，基准站四周的障碍物要
少。
(2)多效路径的影响在使用 GPS－ＲTIK技术进行观测时受多路径效应的影响比较大，由于观测
时间比较短，因此要尽量降低软件和硬件的影响，在对大面积水域、树林等特殊路段进行放样时，可以
适当的将观测时间延长。
5结论
综上所述，通过在高速公路工程测量中使用 GPＲ－ＲIK技术显著提高了测量精度和作业效率，
具有非常大的应用前景。由于高速公路工程施工路线长、工期紧、地形结构复杂，如果使用常规的测量
技术很难保证测量质量和测量效率，并且还有很多不稳定因素，而使用 GPＲ－ＲTK技术可以有效避免
这些缺点，高效率、高精度的完成高速公路施工测量工作。
参考文献：
［1］覃昌佩．ＲTK－GPS在高速公路工程放样的应用［J］．广西测绘，2004(02):78－79．
［2］李桂炎．HD5800一体化蓝牙ＲTK－GPS在水电地质测绘的应用［Z］．中海达 GPS报，
2004(04):98－99.
作者：贺军 单位：中交一公局厦门工程有限公司
