马瑞强 代一 李靖 薛建伟
中国建筑土木建设有限公司 北京 100070
摘要：文章通过对GPS-RTK的基础理论，系统组成及数据采集的方式方法进行分析，指出了RTK在土石方中的误差来源、数据的输出整理和基本形式以及与cass 结合进行土方工程量计算的方法。
关键词：RTK测量；CASS绘图；断面法
引言：RTK（Real Time Kinematic）实时动态差分法是基于GPS上的一种新的测量方法，近年来得到了快速发展，并日趋成熟，因其效率高、精度高、功能多、用途广，尤其是可以全天候、无需通视及为测量提供实时定位结果的特点，对GPS测量技术的发展与普及起到了重要作用。文章主要针对公路土方工程量计算进行介绍。
1 GPS-RTK的定位原理
RTK是GPS全球定位技术与数据传输相结合而构成的载波相位实时动态差分定位技术，主要依靠地球卫星实现无线定位。它由基准站、移动站和数据链组成，基准站实时地讲测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等传输给运动中的移动站，在移动站进行差分处理，得到基准站和移动站坐标差，坐标差加上基准站坐标得到移动站每个点WGS-84坐标。通过坐标转换参数得出每个点的平面坐标和高程。
2 利用RTK测量原地面数据
我们利用GPS-RTK测量时，可以新建一个工程文件如图(1)(2)
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图（1） 图（2）
然后在道路放样中方便快捷的把设计图纸上的直线、曲线及转角表编辑为仪器可读入格式，然后完成创建道路，如图（3）所示，
图（3）
我们就可以进行道路放样及横断面采集了，我们只需要定义要测断面的里程桩号和断面边距，仪器可显示出横断面线同时显出我们离横断面线的垂距和纵断面中线的偏距，测量起来非常方便。通常在地势平缓的地区每隔20米测一个横断面，地势起伏较大的地区，要增加横断面。
2.1 GPS-RTK 在土石方测量过程中的主要误差来源
（1）人为的测量误差。测量的仔细程度是影响测量精度的主要因素，测量过程中手持测杆是否垂直，会影响到测量的精度甚至引起测量成果是错误的。
（2）测量环境引起的误差。树木等一些较高的植物、房屋等建筑物、高压线等电力设施、通讯等都会对测量成果造成影响，所以要尽量避开这些干扰源。
（3）基准站的影响。基准站架设后点校正的误差及基准站信号的强弱对流动站的测量精度有一定的影响，尤其是阻挡物比较多的情况下影响更大。测量中应尽量校正高精度的控制点，同时基准站应选择在比较高的位置。
（4）GPS 观测误差还包括星历误差、电离层误差、对流层误差、卫星钟误差、传播延迟误差等。
3.数据的处理及内业计算
土石方工程量计算在土石方工程中是非常重要的工作，它不仅影响到工程造价，而且还关系到工程进度的掌握。 用GPS-RTK 测图并借助cass软件进行土石方的计算，有多种土方计算方法，应用比较方便，容易掌握和使用，有助于我们控制工程成本，下面我介绍一下用Cass对土石方工程量进行内业计算的方法。计算土石方的方法有很多种，业内常见的方法 有断面法、等高线法、数字高程模型法和方格网法。因为公路中常用的方法是断面法，下面我着重介绍一下断面法计算土石方工程量。
3.1数据处理
坐标数据原始文件是cass里最基础的数据文件，它不但在生成地形图时需要用到，在计算土方的过程中也需要提取这个文件。 将RTK采集回来的数据导入到计算机后，会得到扩展名为“.dat”数据文件格式，文本内容格式为“桩号，，y坐标，x坐标，高程”（如果需要修改、增减其中的数据时，要用英文字体的逗号隔开），其中还会出现扩展名为HDM的文件，这是里程文件，是cass形成断面图的基本文件，它的文本格式是
BEGIN[，断面里程][：断面序号]
3.2断面法计算土石方具体步骤：
在 cass里面绘图处理——进行展野外测点号和展出高程点。
在菜单栏工程应用→高程点生成数据文件→无编码→创立文件名回车→在最下方输入gcd→回车两次
把所测的中桩高程用一条复合线连接起来
点击菜单栏工程应用→生成里程文件→由纵断面生成→新建→等分/等分且处理结点，输入需要的数据
点击菜单栏工程应用→生成里程文件→由纵断面生成→生成→第一栏为第二步保存的高程点，第二栏和第三栏分别点击浏览进行新建文件，三个文件名取名要区分开
点击菜单栏工程应用→断面法土方计算→任意断面→选择里程点，按工程实际情况输入数据，进行断面绘制
点击菜单栏工程应用→断面法土方计算→两断面间距计算，按cass下方提示步骤进行间距计算
4.结束语
GPS-RTK技术，可快速采集数据，不受距离、场地等限制，没有误差累积，将彻底改变土石方工程测量的模式。RTK 的水平精度可达±1cm，垂直精度可达±2cm；完全可以满足土石方工程的测量需要，尤其是它与cass软件进行结合使用，可以大大的缩短土石方测量的难度，应此 GPS-RTK在土石方工程中有着广阔的应用前景。
参考文献：
[1]陈飞虎，浅谈RTK技术结合Cass9.1在土石方工程量计算中的应用［J］，河南建材2018年第3期
[2]南方测绘仪器有限公司，南方测绘cass使用手册，2006年2月
[3]曹晓晗，普洪周.RTK 技术在公（铁）路勘测中的应用[J].测绘与空间地理信息，2009.2
论文作者:马瑞强,代一,李靖,薛建伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/5
标签：断面论文; 土石方论文; 测量论文; 误差论文; 工程论文; 坐标论文; 高程论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;