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【摘 要】随着我国国民经济的快速增长，城市的市政工程建设蓬勃发展，这就对市政工程测量提出了新的要求。目前市政工程测量中虽已采用电子全站仪等测绘仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大，且效率低。现代测绘技术的进步在于先进设备的引进和测绘技术的革新，在目前的技术条件下引入GPS等现代测绘技术极大的推动了市政工程测量领域的技术革新。本文主要对以GPS RTK技术为代表的现代测绘技术在市政工程测量中的应用的特点做一下简单的分析。
【关键词】RTK技术；市政工程；测量应用
当今的市政工程测量工作中，全站仪已经取代经纬仪、测距仪等经典测量仪器，成为市政工程测量作业的主力军；而GPS技术的日益普及，使其以精度高、作业迅速、费用低和全天候作业的特点，融入到各种形式的测量工作中。用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制网，为市政工程勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为路基、桥涵、地下管线、市政公用设施等建立施工控制网；RTK（实时动态定位）技术在市政工程测量中的应用更进一步推动了工程测量技术的变革。
GPS是美国建立的全球定位系统，其实质是通过接收卫星信号，采用空间后方交会的方法得到地面点位。随著GPS技术的进步和接收机的迅速发展，GPS在测量领域已得到了较为广泛的应用。GPS测量的优点是不受通视条件的影响，定位精度高，观测时间短，人力消耗少，全球、全天候作业，操作简便，自动化程度较高。
一般来说，GPS测量模式可分为静态测量和动态测量两种模式，而静态测量模式又分常规静态测量模式和快速静态测量模式，动态测量模式分准动态测量模式（后处理动态，走走停停）和实时动态测量模式，实时动态测量模式分DGPS和RTK方式。
⑴常规静态测量
这种模式采用两台（或两台以上）GPS接收机，分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4颗以上卫星，每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm十1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网，布设地壳运动监测网，设立长距离检校基线，进行岛屿与大陆联测及构建精密工程控制网等。
⑵快速静态测量模式
该模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站，每测站观测数分钟。其常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。
⑶准动态测量模式
这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站，每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态，除了观测时间不一样外，它要求移动站在搬站过程中不能失锁，并且需要先在已知点或用其它方式进行初始化（采用有OTF功能的软件处理时例外）。这种模式可用于较开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。
⑷实时动态测量模式
该模式又可分为DGPS和RTK两种。
DGPS通常叫做实时差分测量，精度为亚米级到米级，这种方式是基准站将基准站上测量得到的RTCM数据通过数据链传输到移动站，移动站接收到RTCM数据后，自动进行解算，得到经差分改正以后的坐标。
RTK则是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它的工作思路与DGPS相似，只不过是基准站将观测数据发送到移动站（而不是发射RTCM数据），移动站接收机再采用更先进的在机处理方法进行处理，从而得到精度比DGPS高得多的实时测量结果。这种方法的精度一般为2厘米左右。
利用RTK测量前需要在一控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需2～10s）进行初始化工作，之后流动站即可按预设的采样间隔自动进行观测，实时确定采样点的空间位置。
RTK测量定位模式在市政工程各实施阶段有着广阔的应用前景，可以完成带状地形图测绘、中线测量、纵横断面测量等工作。
1）绘制市政工程带状地形图
市政工程设计一般是在1：500比例尺带状地形图基础上进行的。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法劳动强度大，效率低。应用RTK实时动态定位测量技术可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留几分钟，即可获得每点的坐标及高程。结合点特征编码及属性信息，将点的组合数据导入的计算机，即可用南方CASS等绘图软件成图，降低了测图难度，大大提高了工作效率。
2）中线测量
利用RTK技术进行市政工程中线测量，可同时完成传统测量方法中的放线测量、中桩测量、中平测量等工作，基本作业方法是：在路线控制点上架设GPS接收机作为基准站，流动站测设路线点位并进行打桩作业。根据所设计的路线参数，利用路线计算程序和GPS配套的电子手簿计算路线中桩的设计坐标。在流动站的测设操作下，只要输入要测设的参考点号，然后按解算键，显示屏可及时显示当前杆位和到设计桩位的方向与距离，移动杆位，当屏幕显示杆位与设计点位重合时，在杆位处打桩写号即可。这样逐桩进行，可快速在地面上测设中桩并测得中桩高程。并且每个点的测设都是独立完成的，不会产生累计误差。
3）纵横断面测量
由于RTK采集的是三维坐标，在设置好基准站和移动站后采用与全站仪相同的方法采集边坡点的三维坐标，将其按里程及左右标记编号并保存，也可以利用RTK里配置的采集纵横断面程序，省去立十字架步骤，直接通过手簿显示横断面法线方向采集变坡点。
RTK测量在市政工程测量中有着常规测量仪器（如全站仪等）不可比拟的优点。
1）RTK能实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果（包括高程）。2）彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。3）作业效率高，每个放样点只需要停留1-2s，流动站小组作业，每小组（3-4人）可完成中线测量5-10km，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。4）在中线放样的同时完成中桩抄平工作。5）应用范围广，可以涵盖市政工程测量（包括平、纵、横），施工放样，监理，竣工测量，养护测量，GIS前端数据采集诸多方面。
然而，RTK也有其诸多不足之处。在峡谷中或者两边高楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，GPS接收机就不能接受到卫星信号或能接收到信号但信号较弱，从而造成GPS接收机无法使用，或能用但所量数据无法满足测绘精度要求。全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314—2009）中提到GPS测量的制约因素：障碍物高度角不宜超过15°；远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200米，远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50米；附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）。因此在实际外业测量中，要根据现场实际情况，结合电子全站仪与GPS各自的特点，进行优势互补，联合进行各项测量工作，可以起到事半功倍的效果。尤其是遇到一些特殊情况，如山区测量中，地形地貌情况复杂，植被覆盖不均匀，GPS在茂密的树林里接收卫星信号会受到影响。而在河岸带或灌木林等卫星信号不受影响的地区，可以发挥GPS测量的优势。
综上所述，将以GPS RTK为代表的现代测绘技术应用于市政工程测量不仅能够大大地降低劳动强度，而且大大提高工作效率及成果质量，非常适合于地形复杂的市政工程测量，这是传统的市政工程测量作业方式无法比拟的。其中，GPS技术应用于道路地形测绘、市政工程中线测量等诸多工作中，可方便地进行数据的传输处理，在市政工程勘察设计单位和市政工程施工单位均有重要广阔的应用前景。总之，在市政工程建设领域我们应加强GPS卫星定位技术特别是RTK技术的应用，以促进我国市政工程建设的发展。
参考文献：
[1]杨玉清.浅谈RTK技术在公路测量中的应用[J].中国校外教育.2009
[2]畅福善.GPS技术在公路测量中的应用[J].微计算机信息.2008.
【关键词】RTK技术；市政工程；测量应用
当今的市政工程测量工作中，全站仪已经取代经纬仪、测距仪等经典测量仪器，成为市政工程测量作业的主力军；而GPS技术的日益普及，使其以精度高、作业迅速、费用低和全天候作业的特点，融入到各种形式的测量工作中。用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制网，为市政工程勘测阶段测绘带状地形图、路线平面、纵面测量提供依据；在施工阶段为路基、桥涵、地下管线、市政公用设施等建立施工控制网；RTK（实时动态定位）技术在市政工程测量中的应用更进一步推动了工程测量技术的变革。
GPS是美国建立的全球定位系统，其实质是通过接收卫星信号，采用空间后方交会的方法得到地面点位。随著GPS技术的进步和接收机的迅速发展，GPS在测量领域已得到了较为广泛的应用。GPS测量的优点是不受通视条件的影响，定位精度高，观测时间短，人力消耗少，全球、全天候作业，操作简便，自动化程度较高。
一般来说，GPS测量模式可分为静态测量和动态测量两种模式，而静态测量模式又分常规静态测量模式和快速静态测量模式，动态测量模式分准动态测量模式（后处理动态，走走停停）和实时动态测量模式，实时动态测量模式分DGPS和RTK方式。
⑴常规静态测量
这种模式采用两台（或两台以上）GPS接收机，分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4颗以上卫星，每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm十1ppm的相对定位精度。常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网，布设地壳运动监测网，设立长距离检校基线，进行岛屿与大陆联测及构建精密工程控制网等。
⑵快速静态测量模式
该模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站，每测站观测数分钟。其常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。
⑶准动态测量模式
这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站，连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站，每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态，除了观测时间不一样外，它要求移动站在搬站过程中不能失锁，并且需要先在已知点或用其它方式进行初始化（采用有OTF功能的软件处理时例外）。这种模式可用于较开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。
⑷实时动态测量模式
该模式又可分为DGPS和RTK两种。
DGPS通常叫做实时差分测量，精度为亚米级到米级，这种方式是基准站将基准站上测量得到的RTCM数据通过数据链传输到移动站，移动站接收到RTCM数据后，自动进行解算，得到经差分改正以后的坐标。
RTK则是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它的工作思路与DGPS相似，只不过是基准站将观测数据发送到移动站（而不是发射RTCM数据），移动站接收机再采用更先进的在机处理方法进行处理，从而得到精度比DGPS高得多的实时测量结果。这种方法的精度一般为2厘米左右。
利用RTK测量前需要在一控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需2～10s）进行初始化工作，之后流动站即可按预设的采样间隔自动进行观测，实时确定采样点的空间位置。
RTK测量定位模式在市政工程各实施阶段有着广阔的应用前景，可以完成带状地形图测绘、中线测量、纵横断面测量等工作。
1）绘制市政工程带状地形图
市政工程设计一般是在1：500比例尺带状地形图基础上进行的。用传统方法测图，先要建立控制点，然后进行碎部测量，绘制成大比例尺地形图。这种方法劳动强度大，效率低。应用RTK实时动态定位测量技术可以完全克服这个缺点，只需在沿线每个碎部点上停留几分钟，即可获得每点的坐标及高程。结合点特征编码及属性信息，将点的组合数据导入的计算机，即可用南方CASS等绘图软件成图，降低了测图难度，大大提高了工作效率。
2）中线测量
利用RTK技术进行市政工程中线测量，可同时完成传统测量方法中的放线测量、中桩测量、中平测量等工作，基本作业方法是：在路线控制点上架设GPS接收机作为基准站，流动站测设路线点位并进行打桩作业。根据所设计的路线参数，利用路线计算程序和GPS配套的电子手簿计算路线中桩的设计坐标。在流动站的测设操作下，只要输入要测设的参考点号，然后按解算键，显示屏可及时显示当前杆位和到设计桩位的方向与距离，移动杆位，当屏幕显示杆位与设计点位重合时，在杆位处打桩写号即可。这样逐桩进行，可快速在地面上测设中桩并测得中桩高程。并且每个点的测设都是独立完成的，不会产生累计误差。
3）纵横断面测量
由于RTK采集的是三维坐标，在设置好基准站和移动站后采用与全站仪相同的方法采集边坡点的三维坐标，将其按里程及左右标记编号并保存，也可以利用RTK里配置的采集纵横断面程序，省去立十字架步骤，直接通过手簿显示横断面法线方向采集变坡点。
RTK测量在市政工程测量中有着常规测量仪器（如全站仪等）不可比拟的优点。
1）RTK能实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果（包括高程）。2）彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。3）作业效率高，每个放样点只需要停留1-2s，流动站小组作业，每小组（3-4人）可完成中线测量5-10km，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。4）在中线放样的同时完成中桩抄平工作。5）应用范围广，可以涵盖市政工程测量（包括平、纵、横），施工放样，监理，竣工测量，养护测量，GIS前端数据采集诸多方面。
然而，RTK也有其诸多不足之处。在峡谷中或者两边高楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，GPS接收机就不能接受到卫星信号或能接收到信号但信号较弱，从而造成GPS接收机无法使用，或能用但所量数据无法满足测绘精度要求。全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314—2009）中提到GPS测量的制约因素：障碍物高度角不宜超过15°；远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200米，远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50米；附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）。因此在实际外业测量中，要根据现场实际情况，结合电子全站仪与GPS各自的特点，进行优势互补，联合进行各项测量工作，可以起到事半功倍的效果。尤其是遇到一些特殊情况，如山区测量中，地形地貌情况复杂，植被覆盖不均匀，GPS在茂密的树林里接收卫星信号会受到影响。而在河岸带或灌木林等卫星信号不受影响的地区，可以发挥GPS测量的优势。
综上所述，将以GPS RTK为代表的现代测绘技术应用于市政工程测量不仅能够大大地降低劳动强度，而且大大提高工作效率及成果质量，非常适合于地形复杂的市政工程测量，这是传统的市政工程测量作业方式无法比拟的。其中，GPS技术应用于道路地形测绘、市政工程中线测量等诸多工作中，可方便地进行数据的传输处理，在市政工程勘察设计单位和市政工程施工单位均有重要广阔的应用前景。总之，在市政工程建设领域我们应加强GPS卫星定位技术特别是RTK技术的应用，以促进我国市政工程建设的发展。
参考文献：
[1]杨玉清.浅谈RTK技术在公路测量中的应用[J].中国校外教育.2009
[2]畅福善.GPS技术在公路测量中的应用[J].微计算机信息.2008.