摘要：GPS RTK定位系基于載波相位觀測值的實時動態(tài)差分技術(shù)發(fā)展而來的，它能夠?qū)崟r地提供測點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，給出厘米級定位結(jié)果。給出了GPS RTK技術(shù)應(yīng)用于線路定線測量的基本方法，并結(jié)合具體的工程實踐提出了RTK作業(yè)過程中技術(shù)路線及不可忽略的幾個關(guān)鍵技術(shù)。
1 概述
定線測量即線路放樣，是把圖上設(shè)計的物體按照已定的尺寸或坐標(biāo)在實地上標(biāo)定下來。傳統(tǒng)的線路放樣方法有偏角法、切線支距法、極坐標(biāo)法等。一般需要事先根據(jù)坐標(biāo)計算放樣元素，再在實地使用全站儀等常規(guī)測量儀器測設(shè)出待放樣線路。因其在實施過程中受測區(qū)通視條件和已知點分布等因素的影響，耗人耗時、效率低下，且缺乏實時有效的精度控制檢核措施。
GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了工作效率，較好地解決了實時而簡便的檢核工作模式，進而提高了成果的可靠性。RTK作業(yè)設(shè)備（電子手簿）一般都內(nèi)置有功能強大的應(yīng)用軟件，能夠很方便實現(xiàn)線路放樣的要求，投入人員少、精度可控、作業(yè)方式靈活、效率高。
通過GPS RTK技術(shù)在南水北調(diào)中線工程定線測量中的實際應(yīng)用，對該工程的幾個關(guān)鍵技術(shù)、精度滿足程度、可靠性以及技術(shù)保證措施等方面進行了有益的探索。
2 GPS RTK線路放樣的工作原理及方法
2.1 工作原理
GPS RTK定位系基于載波相位觀測值的實時動態(tài)差分技術(shù)發(fā)展而來的，它能夠?qū)崟r地提供測點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，給出厘米級定位結(jié)果。
2.2 硬件環(huán)境
以Trimble5700雙頻RTK GPS接收機為例，用于RTK作業(yè)模式實施線路放樣測量的硬件主要設(shè)備為：Trimble5700GPS基站型接收機1臺套；流動站型接收機至少1臺套；Trimble TM3電臺1臺；TSCe電子手簿至少1個。其它必須的GPS RTK作業(yè)附件如腳架、鞭形天線、電源等。
2.3 工作流程
通過大量工程實踐，GPS RTK作業(yè)的主要工作流程如下：
（1）打開TSCe電子手簿運行Trimble Survey Controller軟件，新建當(dāng)前線路放樣工作任務(wù)。
（2）在當(dāng)前線路放樣工作任務(wù)中鍵入已知點數(shù)據(jù)和設(shè)計的待放樣線路，Trimble Survey Controller軟件提供了靈活的線路輸入方式供用戶選擇。
（3）在已知點上架設(shè)RTK作業(yè)基站并啟動基站GPS接收機，確認(rèn)基站向外發(fā)送差分信號。
（4）啟動流動站GPS接收機，在RTK線路放樣模式下選擇合適的方法按指示進行線路放樣。
第（1）步和第（2）步的工作可在外業(yè)實施前的室內(nèi)進行，預(yù)先做好放樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；為保證放樣結(jié)果的可靠性，第（4）步在線路放樣前后和中間在已知點上做必要的檢測，或在沒有足夠的已知點的情況下進行異站重點檢測。
3 工程應(yīng)用實例
3.1 工程特點
南水北調(diào)中線工程0+000～239+085段的定線測量、縱橫斷面測量及部分地形測量工作于2005年8～12月施測。
該段位于河南省南陽市及平頂山市境內(nèi)，西起淅川縣九重鄉(xiāng)陶岔渠首，經(jīng)南陽北跨白河，穿越淮、漢分水嶺、方城埡口、東八里溝進入淮河流域，止于平頂山市魯山縣薛寨沙河南岸，全長239.085km.區(qū)內(nèi)村莊集中，人口密集，農(nóng)田多種植高秸經(jīng)濟作物，樹木茂盛。地貌形態(tài)以平原和壟崗為主，少量丘陵。
該工程的主要特點有：
（1）精度要求高，因其為引水工程，且大部分為自流，因此對高程精度的要求尤其重要。
（2）作業(yè)線路長，1次作業(yè)線路長度達(dá)240km.
（3）緩和曲線、圓曲線與直線交錯布設(shè)，式樣復(fù)雜。
（4）沿線建筑物布置密集，穿越河道、道路多，布置有大量的倒虹吸、渡槽、立交等交叉建筑物。
3.2 主要技術(shù)指標(biāo)
定線測量是在1954年北京坐標(biāo)系1°帶坐標(biāo)的平面控制點上，根據(jù)設(shè)計提供的渠道中心線轉(zhuǎn)折點、曲線起點、終點及圓心、半徑數(shù)據(jù)等，定測在實地上。定測時的數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)及測量成果進行計算。中心線上各樁點的里程樁號以設(shè)計提供的里程樁號為基礎(chǔ)，并利用前后已知樁點的里程樁號進行內(nèi)插，計算加密樁點的樁號。
中心線樁點的放樣誤差不大于0.2m.
渠道中心線上的整公里樁必須測設(shè)并埋設(shè)混凝土樁，曲線起點、曲線終點、橫斷面基點等需測設(shè)并打入木樁，樁旁打入書寫里程樁號的樁牌。
1 概述
定線測量即線路放樣，是把圖上設(shè)計的物體按照已定的尺寸或坐標(biāo)在實地上標(biāo)定下來。傳統(tǒng)的線路放樣方法有偏角法、切線支距法、極坐標(biāo)法等。一般需要事先根據(jù)坐標(biāo)計算放樣元素，再在實地使用全站儀等常規(guī)測量儀器測設(shè)出待放樣線路。因其在實施過程中受測區(qū)通視條件和已知點分布等因素的影響，耗人耗時、效率低下，且缺乏實時有效的精度控制檢核措施。
GPS RTK技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了工作效率，較好地解決了實時而簡便的檢核工作模式，進而提高了成果的可靠性。RTK作業(yè)設(shè)備（電子手簿）一般都內(nèi)置有功能強大的應(yīng)用軟件，能夠很方便實現(xiàn)線路放樣的要求，投入人員少、精度可控、作業(yè)方式靈活、效率高。
通過GPS RTK技術(shù)在南水北調(diào)中線工程定線測量中的實際應(yīng)用，對該工程的幾個關(guān)鍵技術(shù)、精度滿足程度、可靠性以及技術(shù)保證措施等方面進行了有益的探索。
2 GPS RTK線路放樣的工作原理及方法
2.1 工作原理
GPS RTK定位系基于載波相位觀測值的實時動態(tài)差分技術(shù)發(fā)展而來的，它能夠?qū)崟r地提供測點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，給出厘米級定位結(jié)果。
2.2 硬件環(huán)境
以Trimble5700雙頻RTK GPS接收機為例，用于RTK作業(yè)模式實施線路放樣測量的硬件主要設(shè)備為：Trimble5700GPS基站型接收機1臺套；流動站型接收機至少1臺套；Trimble TM3電臺1臺；TSCe電子手簿至少1個。其它必須的GPS RTK作業(yè)附件如腳架、鞭形天線、電源等。
2.3 工作流程
通過大量工程實踐，GPS RTK作業(yè)的主要工作流程如下：
（1）打開TSCe電子手簿運行Trimble Survey Controller軟件，新建當(dāng)前線路放樣工作任務(wù)。
（2）在當(dāng)前線路放樣工作任務(wù)中鍵入已知點數(shù)據(jù)和設(shè)計的待放樣線路，Trimble Survey Controller軟件提供了靈活的線路輸入方式供用戶選擇。
（3）在已知點上架設(shè)RTK作業(yè)基站并啟動基站GPS接收機，確認(rèn)基站向外發(fā)送差分信號。
（4）啟動流動站GPS接收機，在RTK線路放樣模式下選擇合適的方法按指示進行線路放樣。
第（1）步和第（2）步的工作可在外業(yè)實施前的室內(nèi)進行，預(yù)先做好放樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；為保證放樣結(jié)果的可靠性，第（4）步在線路放樣前后和中間在已知點上做必要的檢測，或在沒有足夠的已知點的情況下進行異站重點檢測。
3 工程應(yīng)用實例
3.1 工程特點
南水北調(diào)中線工程0+000～239+085段的定線測量、縱橫斷面測量及部分地形測量工作于2005年8～12月施測。
該段位于河南省南陽市及平頂山市境內(nèi)，西起淅川縣九重鄉(xiāng)陶岔渠首，經(jīng)南陽北跨白河，穿越淮、漢分水嶺、方城埡口、東八里溝進入淮河流域，止于平頂山市魯山縣薛寨沙河南岸，全長239.085km.區(qū)內(nèi)村莊集中，人口密集，農(nóng)田多種植高秸經(jīng)濟作物，樹木茂盛。地貌形態(tài)以平原和壟崗為主，少量丘陵。
該工程的主要特點有：
（1）精度要求高，因其為引水工程，且大部分為自流，因此對高程精度的要求尤其重要。
（2）作業(yè)線路長，1次作業(yè)線路長度達(dá)240km.
（3）緩和曲線、圓曲線與直線交錯布設(shè)，式樣復(fù)雜。
（4）沿線建筑物布置密集，穿越河道、道路多，布置有大量的倒虹吸、渡槽、立交等交叉建筑物。
3.2 主要技術(shù)指標(biāo)
定線測量是在1954年北京坐標(biāo)系1°帶坐標(biāo)的平面控制點上，根據(jù)設(shè)計提供的渠道中心線轉(zhuǎn)折點、曲線起點、終點及圓心、半徑數(shù)據(jù)等，定測在實地上。定測時的數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)及測量成果進行計算。中心線上各樁點的里程樁號以設(shè)計提供的里程樁號為基礎(chǔ)，并利用前后已知樁點的里程樁號進行內(nèi)插，計算加密樁點的樁號。
中心線樁點的放樣誤差不大于0.2m.
渠道中心線上的整公里樁必須測設(shè)并埋設(shè)混凝土樁，曲線起點、曲線終點、橫斷面基點等需測設(shè)并打入木樁，樁旁打入書寫里程樁號的樁牌。