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【摘要】GPS，即全球定位导航系统，作为美国陆海空三军共同研发的最新的卫星定位导航系统，拥有非常优良的抗干扰性以及保密性，而且拥有不间断性、全球化的在全天候下为用户提供精确的三维导航和定位的能力，可以为各类客户提供科学准确精密的三维立体坐标、速度以及时间等数据。本文简单扼要地介绍了GPS全球定位系统以及它的工作原理，并根据GPS在测量上的各类特点，对公路测量中GPS的应用前景做了一番探究，与此同时也详细叙述了RTK技术的测量模式以及其拥有的功能，并对RTK技术的优点概括性的予以总结，阐述了GPS技术在公路测量中起到的巨大作用，以促进其推广应用。
【关键词】GPS；RTK技术；基本原理；公路外业测量；应用前景
【分类号】：P228.4
0.引言
全球定位系统，是由美国研发并且最先投入军用以及商用的新一代卫星导航与定位系统。一经问世，GPS系统已经广泛地在各个测量领域起到了十分显著的作用。与此同时，实时动态定位技术，在公路测量技术领域中展现除了十分巨大的优势及可供挖掘的潜力。
1.GPS工作的基本原理
GPS系统的基本工作原理即，在某位置点k点架设一台GPS接收仪器，在某一时刻ta，同时收到了多于3颗（W，M，N）的GPS卫星发出的要求导航的电文，经过一系列复杂的数据处理以及科学计算，便可以得到这一时刻GPS接收仪器距离GPS卫星的距离SWP，SMP，SNP，而通过这些接收卫星的星历便可以得到这一时刻在空间的三维坐标。采用距离交汇算法，即可得到k点所在地的三维坐标（Xk， Yk，Zk），其公式算法为：
SWP2=（Xk-XW）2+（ Yk-YW）2+（Zk+ZW）2；
SMP2=（Xk-XM）2+（ Yk-YM）2+（Zk+ZM）2；
SNP2=（Xk-XN）2+（ Yk-YN）2+（Zk+ZN）2。
上述式中，（XW， YW，ZW），（XM， YM，ZM），（XN， YN，ZN）分别是三颗卫星W，M，N在ta这一时刻的空间直角坐标。在采用GPS进行测量时，有两种坐标系统被经常采用，即地理位置固定的坐标系统、在空间位置固定的坐标系统。而在公路工程的实际控制测量中，常被采用的是地理位置固定的坐标系统[1]。
2.公路测量中应用GPS技术的前景
虽然现在在公路工程的实际测量中已经运用了电子全站仪等一些先进的仪器，然而由于常规的测量方法容易被横向通视等条件所限制，加上实际操作的作业强度大，而且效率低下，往往严重的影响到设计周期。运用GPS进行公路工程的测量，则能一举解决在常规测量中容易出现的问题，既能大幅度地提升实际作业的效率，又能在很大程度上降低操作者的劳动强度，同时也能科学地保障公路工程的测量质量。运用GPS进行公路工程的测量有以下诸多优点：①需要进行观测的时间很短。少则几分钟，多则十几分钟。②实际操作简单便捷。GPS拥有很高的自动化程度。在实际操作过程中，工作人员只需安装和开关仪器设备、测量仪器高以及观察仪器的工作状况。其他工作，则有GPS自动完成。③两个测量站之间完全不用通视，避开了这一测量学上的难点，从而可以更加灵活地进行选点。④能够为用户提供三维立体坐标。不仅能准确测定观测站的平面位置，还能兼顾对观测站的大地高程进行精准测量。⑤GPS有很高的定位精度。红外仪标称的精度为6mm+4ppm，而GPS的测量精度能够与红外仪相媲美。随着距离的加大，GPS测量的优越性反而更加突显。而时下，实时动态定位技术，即RTK技术，在公路工程测量上展现出了极大的技术潜力，有着非常广泛而光明的应用前景。
3.RTK技术的应用
3.1 RTK定位技术的简介
RTK技术也被称作实时差分的GPS技术，其根据载波相位进行观测。在GPS测量技术的发展过程中，这是一项有着重大意义的新技术，也是一项重大的突破。在实际的公路工程测量中，因为数据处理的明显滞后，静态定位与动態定位都无法即时地计算出定位的结果，不能对观测到的数据信息进行审核，这就无法保障观测到的数据质量满足测量要求。RTK系统在实际测量过程中通过构建无线数据通讯来保障实时动态的测量。
在实际操作过程中，RTK平面控制点测量的数据应符合下表的规定
RTK平面控制点测量的主要技术参数
注：1.点位中误差是指控制点与起算点之间的误差。 2.每站观测次数不少于2次。 3.采用RTK测量各级平面控制点不需受到距离的限制，但需要在有效的服务范围内[2]。
3.2应用。
RTK技术，在公路工程的实际测量过程中拥有下面几个功能以及作用：①道路中线的放样。把中桩点的地理坐标输入GPS系统的电子手簿里，相应的系统软件就会自动给出放样点的详细点位。②绘制大比例尺的地形图。如果采用传统的方法进行测图，首先要先创建控制点，再进行逐步测量，进而绘制出大比例尺的地形图。而采用实时GPS动态进行测量，只需要在每个碎部点上短暂停留几分钟，便可以轻松得到该点的坐标以及高程。再根据点特征编码和其属性信息，形成带状的碎部点的数据，用专业的绘图软件便可以轻而易举的绘成地形图。③进行道路的纵断放样、横断放样以及土石方量的计算[3]。
3.3 RTK技术的优点
①能够实时地动态显示经计算得出的科学准确的测量成果。②其应用范围很广。③彻底避免了因为质量粗差而造成的返工测量，显著的提升了GPS的作业效率。④能够在中线放样的同时，进行中桩抄平的工作。⑤其拥有很高的作业效率。
4.结束语
在公路工程的测量中，运用GPS技术，能够对公路工程中的平面控制进行高准确度和高效的科学测量。而在实际的公路工程测量过程中，往往将常规方法和GPS技术这两种技术方法有机地结合，从而最大限度地提高整个工程测量过程中的测量效率，达到节约资源的作用。随着RTK技术的问世以及逐渐被广泛的推广使用，公路测量的模式也将由传统单一的模式向着更加科学合理的多样化模式转变。RTK技术，作为公路工程测量中的一项充满革命性和先进性的技术突破，将会在很大程度上更新传统的作业理念，使之朝着更为先进的理念发展。RTK这种技术，十分适合应用于公路工程、桥梁工程以及隧道工程的勘察测量。因此，GPS技术和RTK技术，将在公路工程测量市场上有着不可预知的广泛的光明的应用前景。
【参考文献】
[1]徐绍铨.GPS 测量原理及应用[M].武汉测绘科技大学出版社.2009
[2]张唯.卢传伦，游长锋.RTK技术在公路改线测量中的应用[J].山西建筑.2009
[3]周建郑.工程测量[M].郑州：黄河水利出版社.201
【关键词】GPS；RTK技术；基本原理；公路外业测量；应用前景
【分类号】：P228.4
0.引言
全球定位系统，是由美国研发并且最先投入军用以及商用的新一代卫星导航与定位系统。一经问世，GPS系统已经广泛地在各个测量领域起到了十分显著的作用。与此同时，实时动态定位技术，在公路测量技术领域中展现除了十分巨大的优势及可供挖掘的潜力。
1.GPS工作的基本原理
GPS系统的基本工作原理即，在某位置点k点架设一台GPS接收仪器，在某一时刻ta，同时收到了多于3颗（W，M，N）的GPS卫星发出的要求导航的电文，经过一系列复杂的数据处理以及科学计算，便可以得到这一时刻GPS接收仪器距离GPS卫星的距离SWP，SMP，SNP，而通过这些接收卫星的星历便可以得到这一时刻在空间的三维坐标。采用距离交汇算法，即可得到k点所在地的三维坐标（Xk， Yk，Zk），其公式算法为：
SWP2=（Xk-XW）2+（ Yk-YW）2+（Zk+ZW）2；
SMP2=（Xk-XM）2+（ Yk-YM）2+（Zk+ZM）2；
SNP2=（Xk-XN）2+（ Yk-YN）2+（Zk+ZN）2。
上述式中，（XW， YW，ZW），（XM， YM，ZM），（XN， YN，ZN）分别是三颗卫星W，M，N在ta这一时刻的空间直角坐标。在采用GPS进行测量时，有两种坐标系统被经常采用，即地理位置固定的坐标系统、在空间位置固定的坐标系统。而在公路工程的实际控制测量中，常被采用的是地理位置固定的坐标系统[1]。
2.公路测量中应用GPS技术的前景
虽然现在在公路工程的实际测量中已经运用了电子全站仪等一些先进的仪器，然而由于常规的测量方法容易被横向通视等条件所限制，加上实际操作的作业强度大，而且效率低下，往往严重的影响到设计周期。运用GPS进行公路工程的测量，则能一举解决在常规测量中容易出现的问题，既能大幅度地提升实际作业的效率，又能在很大程度上降低操作者的劳动强度，同时也能科学地保障公路工程的测量质量。运用GPS进行公路工程的测量有以下诸多优点：①需要进行观测的时间很短。少则几分钟，多则十几分钟。②实际操作简单便捷。GPS拥有很高的自动化程度。在实际操作过程中，工作人员只需安装和开关仪器设备、测量仪器高以及观察仪器的工作状况。其他工作，则有GPS自动完成。③两个测量站之间完全不用通视，避开了这一测量学上的难点，从而可以更加灵活地进行选点。④能够为用户提供三维立体坐标。不仅能准确测定观测站的平面位置，还能兼顾对观测站的大地高程进行精准测量。⑤GPS有很高的定位精度。红外仪标称的精度为6mm+4ppm，而GPS的测量精度能够与红外仪相媲美。随着距离的加大，GPS测量的优越性反而更加突显。而时下，实时动态定位技术，即RTK技术，在公路工程测量上展现出了极大的技术潜力，有着非常广泛而光明的应用前景。
3.RTK技术的应用
3.1 RTK定位技术的简介
RTK技术也被称作实时差分的GPS技术，其根据载波相位进行观测。在GPS测量技术的发展过程中，这是一项有着重大意义的新技术，也是一项重大的突破。在实际的公路工程测量中，因为数据处理的明显滞后，静态定位与动態定位都无法即时地计算出定位的结果，不能对观测到的数据信息进行审核，这就无法保障观测到的数据质量满足测量要求。RTK系统在实际测量过程中通过构建无线数据通讯来保障实时动态的测量。
在实际操作过程中，RTK平面控制点测量的数据应符合下表的规定
RTK平面控制点测量的主要技术参数
注：1.点位中误差是指控制点与起算点之间的误差。 2.每站观测次数不少于2次。 3.采用RTK测量各级平面控制点不需受到距离的限制，但需要在有效的服务范围内[2]。
3.2应用。
RTK技术，在公路工程的实际测量过程中拥有下面几个功能以及作用：①道路中线的放样。把中桩点的地理坐标输入GPS系统的电子手簿里，相应的系统软件就会自动给出放样点的详细点位。②绘制大比例尺的地形图。如果采用传统的方法进行测图，首先要先创建控制点，再进行逐步测量，进而绘制出大比例尺的地形图。而采用实时GPS动态进行测量，只需要在每个碎部点上短暂停留几分钟，便可以轻松得到该点的坐标以及高程。再根据点特征编码和其属性信息，形成带状的碎部点的数据，用专业的绘图软件便可以轻而易举的绘成地形图。③进行道路的纵断放样、横断放样以及土石方量的计算[3]。
3.3 RTK技术的优点
①能够实时地动态显示经计算得出的科学准确的测量成果。②其应用范围很广。③彻底避免了因为质量粗差而造成的返工测量，显著的提升了GPS的作业效率。④能够在中线放样的同时，进行中桩抄平的工作。⑤其拥有很高的作业效率。
4.结束语
在公路工程的测量中，运用GPS技术，能够对公路工程中的平面控制进行高准确度和高效的科学测量。而在实际的公路工程测量过程中，往往将常规方法和GPS技术这两种技术方法有机地结合，从而最大限度地提高整个工程测量过程中的测量效率，达到节约资源的作用。随着RTK技术的问世以及逐渐被广泛的推广使用，公路测量的模式也将由传统单一的模式向着更加科学合理的多样化模式转变。RTK技术，作为公路工程测量中的一项充满革命性和先进性的技术突破，将会在很大程度上更新传统的作业理念，使之朝着更为先进的理念发展。RTK这种技术，十分适合应用于公路工程、桥梁工程以及隧道工程的勘察测量。因此，GPS技术和RTK技术，将在公路工程测量市场上有着不可预知的广泛的光明的应用前景。
【参考文献】
[1]徐绍铨.GPS 测量原理及应用[M].武汉测绘科技大学出版社.2009
[2]张唯.卢传伦，游长锋.RTK技术在公路改线测量中的应用[J].山西建筑.2009
[3]周建郑.工程测量[M].郑州：黄河水利出版社.201