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摘 要：本文阐述了公路工程设计外业测量中GPS-RTK技术和全站仪相配合的使用方法，以及信号不好时的应对措施。实践证明，该方法对完成设计外业测量数据采集和放线工作，各项技术指标和精度均符合规范要求，测量效率明显提高。
关键词：RTK技术；全站仪；外业测量
近几年，我国科学技术水平的不断发展，工程设计行业不断涌现出新设备和新技术，传统的测量仪器早已成为历史。其中GPS-RTK技术的出现，几乎完全改变了传统的测量方法，然而GPS-RTK的测量技术还存在一定的局限性，比如高山树林的遮挡，强磁场干扰，太阳黑子等因素都对测量质量有一定的影响，甚至导致无法测量。然而通过GPS-RTK和全站仪相结合的测量方法，不但解决了公路工程外业测量中采集和放线的盲区，且各项技术指标和精度均符合规范要求，能取得不错的效果。其工作流程是：先用GPS-RTK技术测量有信号的路段，没有信号或信号弱不能保证测量精度的路段用全站仪测量，最后将两者测量数据整理后输入海地路线设计软件进行计算，当路线设计计算完成后根据现场环境情况分别用GPS-RTK技术和全站仪进行中线测量。
一、GPS-RTK测量技术的工作原理和方法
GPS-RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。我们在公路工程线路初测阶段用GPS-RTK技术完成沿路线走向控制网点的测设。控制网点选点原则为：一是远离大功率无线电发射台和高压电线外，以避免周围磁场对GPS信号的影响。二是易于安置接收机的地方，视野开阔，其周围障碍物的高度角应大于10度。三是应选在交通方便的地方，相邻两控制点之间的距离不大于5KM。控制网点选点完成后就要在所选路线位置上布设导线，并用GPS-RTK技术测量导线点的坐标，依次类推测设各导线点坐标，测至没有信号或不能保证测量精度质量路段停止测量，并详细准确记录测量结果。利用已知导线点坐标用全站仪测量后续导线点坐标，并详细准确记录测量结果。没有信号或不能保证测量精度质量路段导线点测量完成后，继续用GPS-RTK技术测量导线点坐标。重复以上过程完成全路线的导线点坐标测量工作。将所有测量结果整理后输入海地路线设计软件进行路线设计，海地路线软件设计计算完成后会输出直曲要素表，为线路的定测工作做好准备。
二、全站仪测量技术原理和方法
全站仪是由采集数据设备和微处理器组成。全站仪的工作原理是在测站上架设仪器，通过测角、量边来确定测量点的位置，或直接测量待定点的坐标值，是常规的三维极坐标测量方法。全站仪的基本操作方法为：
（一）测量前的准备工作。1.电池的安装（注意：测量前电池需充足电）。2.仪器的安置。①选择测站。②将全站仪安置于点，对中、整平。③安置棱镜。3.竖直度盘和水平度盘指标的设置。①竖直度盘指标设置。松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。②水平度盘指标设置。松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置。4.调焦与照准目标。操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。
（二）坐标测量。1.设定测站点的三维坐标。2.设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。3.设置棱镜常数。4.设置大气改正值或气温、气压值。5.量仪器高、棱镜高并输入全站仪。6.照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标
三、GPS-RTK技术和全站仪相配合的使用方法
我们在公路工程线路的定测阶段测量工作主要有：中线测量、线路纵横断面的测量。中线测量是把设计好的线路中线测设到地面上，并用木桩或钢钉标定出来。中线测量包括放线和中桩高程测量两部分工作。用GPS-RTK技术进行中线测量，需要把图上路线设计好的直曲要素（如主控点桩号、起终点方位角、直线段距离、缓和曲线距离、圆曲线半径）等输入GPS手薄中，手薄会自动进行计算。再在手薄中进入路线放样模式通过导航提示就可以定位各路线中桩并显示高程。从线路起点开始，沿线路方向在地面上设置整桩和加桩：整桩是每隔一整数距离设一桩，根据不同线路整桩之间的距离可以是20m、30m、50m等。加桩是相邻整桩之间线路穿过地物及地面坡度变化处等增设的桩，加桩分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩。设置的中桩除了在地面上做出标记，同时要详细记录下各中桩的相应高程。沿路线方向用GPS-RTK技术测量到没有信号或不能保证测量精度质量路段停止测量，并详细记录下全部测量数据。
我们在没有信号或不能保证测量精度质量路段用全站仪和水准仪完成中线测量。根据海地路线设计软件计算出来的直曲要素坐标和现场已知点的坐标，可以用全站仪放样路线中桩的整桩和加桩。具体放样过程如下：1.按MENU-----进入主菜单测量模式。2.按LAYOUT----进入放样程序，再按SKP------略过选择文件。3.按OOC.PT（F1），再按NEZ，输入测站O点的坐标（XO，YO，HO）；并在INS.HT一栏，输入仪器高。4、按BACKSIGHT（F2），再按NE/AZ，输入后视点A的坐标（XA，YA）。5、按LAYOUT（F3）：输入待放样点B的坐标（XB，YB，HB）及测杆单棱镜的镜高后，按ANGLE（F1）。使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的DHR=0，即找到了OB方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜立于OB方向上。6、按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若dHD为正，则向O点方向移动；反之若dHD为负，则向远处移动，直至dHD=0时，立棱镜点即为放样B点，依次类推放出所有中桩点位置。用水准仪测出各中桩的高程，并做详细记录，这样就完成了该路段的中线测量。我们就可以在已完成中线测量路段进行横断面测量。有信号路段继续使用GPS-RTK技术测量，直到项目路段全部测量完成，最后收集整理全部测量数据以备海地路线设计软件使用。
关键词：RTK技术；全站仪；外业测量
近几年，我国科学技术水平的不断发展，工程设计行业不断涌现出新设备和新技术，传统的测量仪器早已成为历史。其中GPS-RTK技术的出现，几乎完全改变了传统的测量方法，然而GPS-RTK的测量技术还存在一定的局限性，比如高山树林的遮挡，强磁场干扰，太阳黑子等因素都对测量质量有一定的影响，甚至导致无法测量。然而通过GPS-RTK和全站仪相结合的测量方法，不但解决了公路工程外业测量中采集和放线的盲区，且各项技术指标和精度均符合规范要求，能取得不错的效果。其工作流程是：先用GPS-RTK技术测量有信号的路段，没有信号或信号弱不能保证测量精度的路段用全站仪测量，最后将两者测量数据整理后输入海地路线设计软件进行计算，当路线设计计算完成后根据现场环境情况分别用GPS-RTK技术和全站仪进行中线测量。
一、GPS-RTK测量技术的工作原理和方法
GPS-RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。我们在公路工程线路初测阶段用GPS-RTK技术完成沿路线走向控制网点的测设。控制网点选点原则为：一是远离大功率无线电发射台和高压电线外，以避免周围磁场对GPS信号的影响。二是易于安置接收机的地方，视野开阔，其周围障碍物的高度角应大于10度。三是应选在交通方便的地方，相邻两控制点之间的距离不大于5KM。控制网点选点完成后就要在所选路线位置上布设导线，并用GPS-RTK技术测量导线点的坐标，依次类推测设各导线点坐标，测至没有信号或不能保证测量精度质量路段停止测量，并详细准确记录测量结果。利用已知导线点坐标用全站仪测量后续导线点坐标，并详细准确记录测量结果。没有信号或不能保证测量精度质量路段导线点测量完成后，继续用GPS-RTK技术测量导线点坐标。重复以上过程完成全路线的导线点坐标测量工作。将所有测量结果整理后输入海地路线设计软件进行路线设计，海地路线软件设计计算完成后会输出直曲要素表，为线路的定测工作做好准备。
二、全站仪测量技术原理和方法
全站仪是由采集数据设备和微处理器组成。全站仪的工作原理是在测站上架设仪器，通过测角、量边来确定测量点的位置，或直接测量待定点的坐标值，是常规的三维极坐标测量方法。全站仪的基本操作方法为：
（一）测量前的准备工作。1.电池的安装（注意：测量前电池需充足电）。2.仪器的安置。①选择测站。②将全站仪安置于点，对中、整平。③安置棱镜。3.竖直度盘和水平度盘指标的设置。①竖直度盘指标设置。松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。②水平度盘指标设置。松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置。4.调焦与照准目标。操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。
（二）坐标测量。1.设定测站点的三维坐标。2.设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。3.设置棱镜常数。4.设置大气改正值或气温、气压值。5.量仪器高、棱镜高并输入全站仪。6.照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标
三、GPS-RTK技术和全站仪相配合的使用方法
我们在公路工程线路的定测阶段测量工作主要有：中线测量、线路纵横断面的测量。中线测量是把设计好的线路中线测设到地面上，并用木桩或钢钉标定出来。中线测量包括放线和中桩高程测量两部分工作。用GPS-RTK技术进行中线测量，需要把图上路线设计好的直曲要素（如主控点桩号、起终点方位角、直线段距离、缓和曲线距离、圆曲线半径）等输入GPS手薄中，手薄会自动进行计算。再在手薄中进入路线放样模式通过导航提示就可以定位各路线中桩并显示高程。从线路起点开始，沿线路方向在地面上设置整桩和加桩：整桩是每隔一整数距离设一桩，根据不同线路整桩之间的距离可以是20m、30m、50m等。加桩是相邻整桩之间线路穿过地物及地面坡度变化处等增设的桩，加桩分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩。设置的中桩除了在地面上做出标记，同时要详细记录下各中桩的相应高程。沿路线方向用GPS-RTK技术测量到没有信号或不能保证测量精度质量路段停止测量，并详细记录下全部测量数据。
我们在没有信号或不能保证测量精度质量路段用全站仪和水准仪完成中线测量。根据海地路线设计软件计算出来的直曲要素坐标和现场已知点的坐标，可以用全站仪放样路线中桩的整桩和加桩。具体放样过程如下：1.按MENU-----进入主菜单测量模式。2.按LAYOUT----进入放样程序，再按SKP------略过选择文件。3.按OOC.PT（F1），再按NEZ，输入测站O点的坐标（XO，YO，HO）；并在INS.HT一栏，输入仪器高。4、按BACKSIGHT（F2），再按NE/AZ，输入后视点A的坐标（XA，YA）。5、按LAYOUT（F3）：输入待放样点B的坐标（XB，YB，HB）及测杆单棱镜的镜高后，按ANGLE（F1）。使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的DHR=0，即找到了OB方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜立于OB方向上。6、按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若dHD为正，则向O点方向移动；反之若dHD为负，则向远处移动，直至dHD=0时，立棱镜点即为放样B点，依次类推放出所有中桩点位置。用水准仪测出各中桩的高程，并做详细记录，这样就完成了该路段的中线测量。我们就可以在已完成中线测量路段进行横断面测量。有信号路段继续使用GPS-RTK技术测量，直到项目路段全部测量完成，最后收集整理全部测量数据以备海地路线设计软件使用。