学文网摘要：本文介绍了横断面测量的常规方法和RTK测量方法，通过对几种方法的阐述，分析了常规方法的不足及RTK测量断面的优势，并根据工作实践提出了横断面测量方法的建议。
关键词：横断面测量 水准仪 全站仪GPS-RTK
中***分类号：C35文献标识码： A
1 前言
随着科学技术的发展，新技术新设备的不断涌现，我们的工作效率大大提高了。实现测量方式的自动化、一体化，一直是测绘工作者追求的目标。全站仪功能的不断完善，已使测量朝着自动化、一体化方向迈进了一大步，但全站仪的观测误差的积累大大降低了观测质量。全站仪存在的弱点，正好是GPS定位技术的长处，随着GPS-RTK系统的问世，使得作业员可以现场获取厘米级精度的三维坐标，这就为测量方式一体化的实现提供了可能。
横断面测量是市***工程勘测中一项重要的工作，是线路设计和土方工程量计算的重要依据。常规的横断面测量方法主要是全站仪法和水准仪皮尺法，在实际应用中存在横断面方位和点位偏差。通常用十字杆确定横断面方向，但在实际操作中由于通视情况不好横断面方向很难保证垂直于中心线，导致距中心线越远，角度偏差越大。为解决以上传统测量横断面方法的缺点，本文根据笔者通过对GPS-RTK在工作中的应用与实践，结合目前手簿所植入的较先进程序和技术，对线路及横断面测量方法提出了一些建议和心得。
2 线路地形测量及断面测量步骤
（1）接收任务
（2）收集测区资料（主要是测区的控制点资料）
（3）现场踏勘、确定测量方案并埋设控制点
（4）测区控制测量
（5）外业地形测量
（6）横断面测量
（7）内业带状数字化地形***成***
（8）内业生成纵横断面
（9）检查、验收并交付最终测绘成果
对于外业地形测量及内业资料整理，本文不着重描述，以下是对横断面测量的方法进行探讨。
3 横断面外业测量的常规方法
横断面外业测量的方法很多，本文在常规方法中仅介绍目前较常用的水准仪和全站仪方法。
3.1 水准仪皮尺法
该方法是使用十字杆对准路线的法线方向，使用水准仪测量横断面上两点之间的高差，使用皮（塔）尺测量两点之间的距离。测量时测量人员所测量的点位于路线的法线方向上，水准仪可设置任意位置，由于水准仪测量的高差不宜太大，皮（塔）尺丈量的距离和横断面方向受到横断面上植被的影响，因此水准仪皮（塔）尺法适用于地势较为平坦且高杆植被稀少的地区的横断面测量。另外由于使用皮（塔）尺测量的距离精度较低，因此横断面测量精度要求较高时不宜采用该方法。
3.2 全站仪法
该方法比水准仪皮尺法先进，可以直接测量横断面各点的三维坐标，精度也很高。但是同样在瞄准时受到植被的影响，因此，该方法亦只能适用于高杆植被较稀少的地区。
4 一种新方法的提出
4.1 GPS-RTK结合线放样技术测量横断面
GPS-RTK（载波相位实时差分测量）集众多优点于一身，现在已经广泛应用于各个测量领域，且手簿内置的各种测量程序越来越成熟，而且RTK测量可以不受时间气候及通视条件的限制，实时动态获得厘米级精度的三维坐标（一般平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm），***路横断面测量中利用RTK技术将大大提高作业效率并保证数据质量。
4.2 使用GPS-RTK测量横断面步骤
1）用RTK测量横断面首先应确定每一个中桩点处的横断面方向线，可以在CASS***上做出，然后把横断面线的起始坐标导入RTK手簿。
2）外业测量前，先对已知控制点进行校核。
3）在现场测量时，通过调用RTK手簿里的线放样程序，放出断面线上各高程点，点间距离根据断面测量要求进行设置，在地形复杂的沟、渠、坎、土堆、坑、塘等加密测量特征点，特征点最好高低、上下对应，从而获得横断面线上的各高程点。
4）内业将数据导入CAD***上根据CASS断面***程序绘制断面***。以下为用RTK测量的某规划道路线路***上K0+780.0处的断面及断面成果***：
断面位置***及地形***
断面成果***
5 结束语
5.1 GPS-RTK测量横断面优势
（1）工作效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测量完4km的半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数，移动站一人移动即可，劳动强度低，作业速度快，不受天气通视条件的影响，提高了作业效率；
（2）定位精度高。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为4km），RTK的平面精度和高程精度都能达到cm级。
（3）全天候作业。RTK作业不要求基准站、移动站间光学通视，只要求满足“电磁波”通视，因此和传统测量相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制小，在传统测量看来难于开展作业的地区，只要能满足RTK的基本工作条件，它也能进行快速高精度定位，使测量工作变得更容易更轻松。
（4）RTK测量自动化、集中化程度高，数据处理能力强。RTK可进行多种测量内、外业工作。移动站利用软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测量工作和人为误差，保证了作业精度。
（5）测量精度一致。由于采用的是实时GPS测量，只需将横断面上需测量的点坐标或坐标文件输入到GPS-RTK电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位，由于每个点的测量都是***完成的，所以不会产生累计误差，各点放样精度测量精度趋于一致。
（6）为了体现GPS-RTK测量横断面的优势，笔者所在单位对GPS-RTK系统与常规方法进行了比较实验，比较结果如下表1：
表1 比较结果
比较内容 GPS-RTK测量 传统测量
技术人员 8人 15人
工作进度 5～7公里/天 2～3公里/天
工作环境 白天和夜晚皆可，上方应无遮挡物 白天且可见度较好
作业模式 中桩放样和纵横断面测量同步完成，便于调度 中桩放样和纵横断面测量各自分步完成，不利于调度
作业精度 满足纵横断面设计精度要求 满足纵横断面设计精度要求
5.2 GPS-RTK测量横断面不足之处及建议
（1）受卫星状况限制。由于卫星的的覆盖区域限制及云层等不确定因素，有时不能达到固定解，测量精度降低甚至产生假值。另外在高山峡谷、密集林区、城市高楼密集区域，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。可采用下述方法应对：每测量20个以上碎布点以后到已知高程点上进行检核，并且尽量选用1+1模式进行测量，同时注意选择作业时间，比如早晨的卫星信号较强，中午的信号差的时候避免作业。
（2）电量不足的问题。RTK耗电量大，需要多个大容量电池、电瓶才能保证连续作业，在电力供应缺乏的偏远地区作业受到限制。
（3）初始化能力和所需时间问题。在山区、林区或城镇密集楼区作业时，GPS卫星信号被遮挡机会较多，容易造成失锁，需要经常的重新初始化，这样测量的精度和效率就受到影响。解决这个问题的方法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。
（4）由于目前用RTK测量断面尤其是在水泥地、沥青路面等硬化地面的高程精度问题还存在争议，所以用RTK测量横断面主要还是在草地、开阔田野等非硬化地面进行，对于水泥地、沥青路面、高大建筑物下，尤其是新建道路与老路衔接处，建议还是用常规的水准仪或全站仪进行测量。
随着科学的不断进步，RTK技术将得到越来越广泛的应用，在未来也将会有更加先进的技术应用到测量行业中去。
参考文献：
[1]《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314-2009
[2]《工程测量规范》GB50026-2007
[3] 李朝奎，《工程测量学》，中南大学出版社，2011
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