GPS技術在公路測量中的應用是公路外業測量的壹次重大技術革命，其應用和發展前景十分廣闊。特別是實時動態(RTK)定位技術在公路勘測中具有巨大的技術潛力。主要介紹了GPS中的RTK技術在公路測量中的應用，以及對公路測量的巨大促進作用。
1，GPS技術發展現狀
GPS(全球定位系統(GlobalPositioningSystem)是美國陸海空三軍聯合開發的衛星導航系統。具有全球、全天候、連續、實時的導航定位功能，可為各類用戶提供精確的三維坐標、速度和時間。單點導航和相對測地定位是GPS應用的兩個方面；相對測地定位是常規測量的主要應用方式。
相對測地定位是利用L1和L2載波相位觀測值實現高精度測量。其原理是采用載波相位測量的局部差分法:求接收機之間的第壹差分、接收機與衛星觀測歷元之間的第二差分，通過兩次差分計算，計算出待確定基線的長度；求解整周模糊度是其中的關鍵技術。根據算法模型，設計了靜態、快速靜態和RTK運行模式。靜態作業模式主要用於地殼形變觀測、國家大地測量、大壩變形觀測等高精度測量；快速靜態測量以其高效率和厘米級精度在壹般工程測量中得到廣泛應用。RTK測量以其快速、實時、厘米級精度，廣泛應用於數據采集(如細部測量)和工程放樣。RTK技術代表了GPS相對測地定位應用的主流。
GPS測地接收設備是實現測地定位的基本條件。接收機分為單頻和雙頻，雙頻可以用L2觀測修正電離層折射效應，最適合中長基線(20km以上)測量，具有快速靜態測量功能，可升級為RTK功能。單頻機適用於小於20km的短基線測量，對於壹般工程測量具有較好的性價比。RTK系統由GPS接收設備、無線電通信設備、電子筆記本和配套設備組成。整套設備具有重量輕、操作簡單、實時可靠、精度達到厘米級的特點，完全可以滿足數據采集和工程放樣的要求。鑒於GPS系統在軌衛星數量有限，在對空能見度被遮擋的情況下無法保證正常計算，影響定位的精度和可靠性。實踐表明，由於多種環境的制約，單頻GPS系統具有很大的局限性。隨著俄羅斯全球導航衛星系統(CLONASS)的不斷完善，美國Ashtech公司成功研制了利用GLONASS提高GPS性能的雙星座系統(GLONASSGPS)。這種全天候、全地域、高精度的系統為用戶提供了更加完善的接收設備，雙星座系統的接收設備達到了壹個新的水平。
2.GPS技術在公路勘測中的應用前景。
隨著我國國民經濟的快速增長和西部大開發的實施，我省高等級公路建設迎來了前所未有的發展機遇，這對勘察設計提出了更高的要求。隨著公路設計行業軟件技術和硬件設備的發展，公路設計已經以CAD為主，有些軟件本身需要地面數字測繪產品的支持；建立勘察、設計、施工、後期管理壹體化數據鏈，減少數據復制、錄入等中間環節，是公路勘察設計“內外業壹體化”的要求，也是影響高等級公路設計技術發展的“瓶頸”。目前，公路勘測雖然使用了電子全站儀等先進的儀器設備，但常規的勘測方法受橫向能見度和工作條件的限制，工作強度大，效率低，大大延長了設計周期。測量技術的進步在於設備的引進和技術改造，在目前的技術條件下引進GPS技術應該是首選。目前采用GPS靜態或快速靜態的方法建立沿線總控制測量，為勘測階段測繪帶狀地形圖、測量路線的平面和縱面提供依據。在施工階段建立橋隧施工控制網只是GPS在公路測量中應用的初級階段。其實公路勘測的技術潛力在於RTK(實時動態定位)技術的應用，RTK技術在公路工程中的應用前景非常廣闊。下面簡單介紹RTK技術在公路測量中的應用。
3.RTK技術在公路測量中的應用。
3.1 RTK定位技術簡介
實時動態(RTK)定位技術是壹種基於載波相位觀測值的實時差分GPS(RTDGPS)技術。它是GPS測量技術發展的新突破，在公路工程中具有廣闊的應用前景。眾所周知，無論是靜態定位還是準動態定位，由於數據處理的滯後性，無法實時計算定位結果，也無法對觀測數據進行檢查，難以保證觀測數據的質量。在實際工作中，由於粗差造成的不合格觀測結果往往需要返工重測。解決這壹問題的主要方法是延長觀測時間以保證測量數據的可靠性，這降低了GPS測量的工作效率。
實時動態定位系統由參考站和流動站組成。建立無線數據通信是實時動態測量的保證。其原理是以第壹個點精度高的控制點為基準點，放置壹個接收機作為基準站，連續觀測衛星。流動站上的接收機在接收衛星信號的同時，通過無線電傳輸設備接收參考站上的觀測數據，隨機計算機根據相對定位原理實時計算並顯示流動站的三維坐標和測量精度。這樣，用戶可以實時監控待測點的數據觀測質量和基線計算結果的收斂情況，並根據待測點的精度指標確定觀測時間，減少冗余觀測，提高工作效率。
3.2應用
實時動態(RTK)定位有兩種測量模式:快速靜態定位和動態定位。兩種定位模式的結合，可以涵蓋公路勘測、施工放樣、監理以及GIS(地理信息系統)前端數據采集。
3.2.1快速靜態定位模式。GPS接收機需要在每個移動站靜態觀察。觀測時，同時接收參考站和衛星的同步觀測數據，實時計算出整個未知數和用戶站的三維坐標。如果計算結果的變化趨於穩定，且精度滿足設計要求，則可以結束實時觀測。壹般用於控制測量，如控制網加密；如果采用常規測量方法(如全站儀測量)，受客觀因素影響較大，在自然條件惡劣的地區實施難度較大，而RTK快速靜態測量則可以事半功倍。單點定位僅需5-10min(隨著技術的不斷發展，定位時間會縮短)，不到靜態測量所需時間的五分之壹。在公路測量中可以代替全站儀完成導線測量等控制點的加密。
3.2.2動力定位測量前，需要在壹個控制點觀測幾分鐘(有的儀器只需要2 ~ 10s)進行初始化，然後流動站就可以按預定的采樣間隔自動觀測，與參考站的同步觀測數據壹起，實時確定采樣點的空間位置。目前其定位精度可以達到厘米級。
動態定位模式在公路測量階段具有廣闊的應用前景，可以完成地形測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線測量等。測量2 ~ 4 s後，精度可達1 ~ 3 cm，整個測量過程無需通視，具有常規測量儀器(如全站儀)無法比擬的優勢。
3.3 RTK技術的優勢
3.3.1可靠性試驗後厘米級精度測量結果(包括高程)的實時動態顯示。
3.3.2徹底擺脫粗差帶來的返工，提高GPS作業效率。
3.3.3作業效率高，每個放樣點只需停留在1 ~ 2s。流動站分組作業，每組(3 ~ 4人)可完成5 ~ 10km中線測量。如果用於地形測量，每組每天可完成0.8 ~ 1.5km3的地形圖測繪，精度和效率常規。
3.3.4在放出中線的同時，完成中間樁的找平。
3.3.5應用範圍廣——可覆蓋公路測量(包括平、縱、橫)、施工放樣、監理、竣工測量、養護測量、GIS前端數據采集等多個方面。
3.3.6如果有相應的軟件輔助，RTK可以與全站儀協同工作，充分發揮各自的優勢。
3.4推廣建議
3.4.1GPS靜態定位技術結合動態定位技術可以高效、準確地完成公路平面控制測量。
3.4.2常規方法與GPS技術相結合的生產工藝可以大大提高生產效率。
3.4.3隨著以RTK技術為特征的GPS技術的發展，各廠商相繼推出具有自主專利技術的儀器，其初始化時間更短，跟蹤能力更強，精度更高，可靠性更強，性價比更好。勘察設計單位傾向於更換全站儀，更新單位設備時應考慮這壹因素。
3.4.4GPS技術在公路測量中的應用是公路測量中壹次革命性的技術革新，將更新傳統的作業理念。
4.結論
GPS在公路測量中的應用，革新了高等級公路的測量手段和作業方式，大大提高了測量精度和效率，特別是實時動態(RTK)定位技術將在公路測量、建設、後期養護和管理中具有廣闊的應用前景。
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