文中着眼于GPS-RTK技术的原理及应用优势，分析了其在高速铁路工程测量中的应用性，为高速铁路施工建设提供有效支撑。
1 GPS-RTK技术的应用原理
GPS技术是由1994年美国建成的卫星导航定位系统衍生而来，其发展与应用驱动了工程测量技术的全新变革，促进了测量方法的转变。GPS-RTK技术融合了GPS定位技术及RTK载波相位差分技术双重优势，可在不同野外条件下实现工程三维坐标的厘米级测量，并通过差分观测值的实时处理，完成高效、精准的三维定位，具体而言，GPS技术利用定位卫星，对测量目标物进行定位及动态导航，以实时获取其三维位置[1,2],但是，其测量需预先获取载波相位观测值。而RTK技术作为载波相位差分技术，是GPS技术的创新应用，其由基准站接收机、数据链、流动站接收机组成，测量应用中通过基准站实时观测定位卫星的数据值，并基于数据链间接将其传输至流动站，流动站接收机在接收观测数据后，将依据相对定位原理对该数据进行实时处理，通过坐标转换后，即可提供测量目标的厘米级三维定位结果。可见GPS-RTK技术实则全球定位及载波相位差分技术的组合，RTK技术是GPS技术的一种新型应用形式，两者实现优势互补，GPS为RTK技术应用提供了动态定位导航的支撑，而RTK技术设站1次即可实现4km范围目标的精准测量[3],简化了测点数量及测试工作量，且可适应各类内外业测量工作，无需人力参与测绘工作，提升了测量的效率，有效弥补了GPS技术的不足。
2 GPS-RTK技术在高速公路测量中的应用
高速铁路投建体量大、成本高，一旦测量不精准，将直接影响工程项目的顺利实施及经济效益，为此，在使用GPS-RTK技术进行测量时，需综合考量各类影响因素，做好充分的准备工作，以提升测量的效率和精度，具体应用过程及要点如下。
2.1 GPS-RTK测量应用的准备工作
高速公路通常布设在野外，地形复杂、崎岖多变，周围的施工条件多变，测量难度大，要实现实时、高效地测量需匹配高素质的测量人员、高精准的GPS、RTK仪器设备。首先，要根据高速公路测量的地形条件、测量需求，选取GPS、RTK、水准仪、全站仪等测量仪器设备，全面检测各设备的脚架、棱镜、水准尺等配件，并设置、校正测量参数，以最大限度地规避测量误差;在进行实地测量之前，需选调合格的专业测量人员，并做好上岗前的培训，让其熟练掌握GPS-RTK在高速公路工程测量中的操作流程、要点;同时，为采用GPS-RTK技术进行高速公路的精准测量，基准站应布设于测量区域中心、地势高且开阔的位置，尽量避开周围的构筑物、高压输电线路，以免影响GPS定位精准度，且所选测点应均匀分布于整个测区，具有典型特征;RTK实时获取测量目标三维坐标时，需对重复的测控电位复合2~3个点，以确保采集数据的准确性。同时，因GPS-RTK技术采用WGS-84世界大地坐标系，需将其转换为公路测量工程坐标，转换方式存在两类，一类是在已知GPS测控点上设置基准站的情况下，可根据现有的GPS静态观测数值，在测控点坐标输入该值即可完成坐标转换;另一类是配设基准站的情况下，可基于测控点坐标数据直接进行坐标转换。同时，在进行测量时，需预先在2个以上的GPS已知控制点上进行点校正，具体而言，在3~4个已知控制点上设置GPS流动站，校正已知点坐标与采集的WGS-84坐标，以实现坐标准换。
2.2 测量区控制网构建中的应用
GPS-RTK技术利用卫星定位，利用静态测量方法，基于测控点彼此连接的布设形式，建构高速公路测量区平面交叉控制网络，且需严格把控各测控点的间距，将其限定在5~8km,利用RTK技术精准测算平面内准确的坐标点，以识别不同的GPS控制点，在进行自适应调整后，即可根据各测控点坐标进行测量放样。同时，GPS为全球定位系统，在高速公路测量中的大地高程适用性差，需将其转换为实用性的高程，为此，需利用RTK布设高程控制网络，尤其在复杂、崎岖的测量区域内，因GPS信号受到诸多干扰，此时，RTK技术布设的高程测量网络采集数据的精准度受限，可引入全站仪、水准仪等设备，将其与RTK技术融合以通用，来建构测区的高程控制网络。最后，需对构建的控制网进行复核及加密测量，可分设2组分别进行平行交叉控制网及高程控制网的复核及加密测量，具体将基于首级控制网开展，通过在高速公路线路上分设不同首级GPS控制点及高等级水准点，利用静态GPS进行外业采集，并通过内业处理完成复测工作，以确保控制网达到规范要求。
2.3 导线加密控制点的应用
完成控制网复测后，需对加密控制点位进行位置选择、观测，首先，导线加密点的位置选择需结合高速公路现场测量条件，尽量规避与桥梁、涵洞等构筑物毗邻，便于测量施工，选点时，可先利用RTK技术对测区构筑物位置进行初步快速放样，将高速公路测量线路上全部构筑物及相关设施有效标识出来，并结合测量需求，以便于放样、施工，设置16个加密控制点位。而后，在加密点埋设稳定3~4d后，启动导线、水准外业加密工作，利用大概5d的时间，使用GPS技术进行外业采集、数据观测、内业处理、检核、平差等工作，最终完成导线加密点的观测，其平面、高程点位的观测精度应分别为±15 mm、±20mm以下[4,5].
2.4 线即边坡放线中的应用
GPS-RTK技术高效、精准的测量优势，极大地提升了高速公路测量的效率和水平，与以往需要多人进行放线操作不同的是，该技术应用可通过1人，而非采用两两一组的放线方式，因RTKD技术自带线路设计、放样功能，为此，实地测量时，利用RTK技术的"放样功能",预先上传放样的坐标数据文件或现场编制放样数据，通过直接输入高速铁路线路的起始点坐标、半径、曲线转角、线路截面截面数据、边坡坡度等参数，自动测算出RTK流动站目前位置及测量工程位置的坐标差值，基于该差值缩减放样点与目标点的误差，以精确放样精度，同时基于输入的起始点坐标，仪器会自动计算出RTK流动站目前位置至放样位置的的垂直距离，进而显示偏差方向，据此，即可在短时间内完成放线工作，简化了放样的流程和效率;且即便在仅有桩编号的情况下，利用RTK技术也可完成高程及边距的快速测量，而后，利用反推理方法得出线路边距，完成坡线的精准放样，同时，值得注意的是，为控制放样误差，需将现实偏移量及方位的箭头控制在误差范围之内，可见，采用GPS-RTK技术进行高速公路工程测量的灵活性、自适应性更强[6,7,8,9,10].
3 结语
在高速铁路大规模建设的情况下，为最大限度地提升测量效率、准确性，GPS-RTK技术因具有环境适应性强、效率及测量精度高等诸多优势，而成为首选的测量方法，基于此，上述以GPS-RTK技术为研究基点，分析其在高速公路测量中的应用方法、过程及注意事项，对于提升高速公路测量整体水平具有重要的现实意义。
参考文献
[1]刘建松高速铁路工程测量工作中GPS- RTK技术的应用[J]低碳世界， 2021,11(04)：260-261.
[2]梁志远基于GPS- -RTK技术在高速铁路工程测量中的实践探讨[J]建筑技术开发， 2019, 46(22)：63-64.
[3]李猛基于GPS-RTK技术在高速铁路工程测量中的实践探讨[J]建材与装饰， 2018(19)：224-225.
《GPS-RTK技术在高速铁路工程测量中的应用》来源：《江西建材》，作者：汪兆锐