闫国庆
晋城市正德项目管理有限公司 山西 晋城 048000
摘要:介绍RTK直线放样的基本方法和原理，并探讨其在实际工程中的具体应用情况。
关键词：RTK直线放样 应用
1．前言
目前，随着科学技术的发展进步，RTK已相当普及而且不断向傻瓜智能化方向发展。为了使RTK在实际工程中发挥更大的效益，就要充分利用其提供的一些特殊功能，如直线放样、曲线放样、既有线放样、道路放样等。下面，介绍RTK直线放样的基本方法和原理，并探讨其在实际工程中的具体应用情况。
2．RTK直线放样的基本原理
如图1所示，P1、P2为两个已知点（其连线P1P2即为定义的直线），P为待测点。所谓直线放样，就是将基准站架设在任意适当位置，移动站接收到基准站的差分信号，并达到固定解，并且以P1P2的坐标建立一条直线，将移动站安置在待测点P，RTK手簿软件会自动显示P点到参考线P1P2的偏距Bp和垂线到P1点的起点距离Ap。其测量原理如下：
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首先，建立项目绝对坐标系xOy（假设为西安80坐标系），x轴指西安80坐标系的坐标北方向，架设好RTK仪器后，将移动站立于P1、P2、P，对3点进行观测，即可得到它们的坐标（x1，y1），（x2，y2）和（xp，yp）。
然后，再以P1为原点，定义的直线P1、P2为纵轴A，建立定义直线的相对直角坐标系AP1B（见图1）。不难看出，P点到参考线P1P2的偏距Bp和垂线到P1点的起点距离Ap就是P点在定义直线的相对直角坐标系AP1B中的横坐标和纵坐标。因此，通过下面的坐标变换即可获得偏距Bp和起点距离Ap。
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3．RTK直线放样的基本步骤
（1）架设仪器，设置GNSS主机工作模式，选择内置电台，通道3，频率高。
（2）打开Surpad手簿软件、连接基准站、新建项目xfdl0708、设置坐标系统参数，选择本地坐标、西安80坐标系，中央子午线126度，然后使基准站发射差分信号。
（3）连接移动站，设置移动站和基准站设置一致，使得移动站接收到基准站的差分信号，并达到固解。
（4）移动站到已知点上测量出固定解下的原始WGS84坐标，根据测绘院提供的交桩数据表1，和实测的WGS84坐标，求得两个坐标系之间的转换参数。
（5）运用坐转换参数，则RTK测出的原始WGS84坐标自动转换为长春坐标，到另外一个已知点检查转换之后的长春坐标是否正确，合适以后进行下一步。
（6）在手簿软件中定义直线，定义直线有两种模式，①直接输入直线两端点的坐标，②输入直线的起点和方位角，定义好直线就可以进行现场直线放样了，将移动站立于待放样点的大致位置，手簿软件会自动显示起点距离及偏距值，根据设计的起点距离及偏距值左右移动，直到两者的误差满足放样精度要求，如图2。
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4．RTK直线放样的实际应用
（1）直线定向
如图3所示，A、B为某建筑轴线引点，A、B互不通视且在B点无法安置仪器，此时，无法用传统的几何法进行定线工作。应用RTK直线放样方法，架设基准站，在手簿软件中以AB两点的坐标定义一条直线，然后移动移动站的位置，放样偏距为0的点即可加密AB直线上任意一点C。
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（2）界址确定
如图4所示，东北角是一座已建成工厂的围墙，由于历史的原因，围墙两边并不互相垂直。围墙的南边有条小河。现要求放样一小区的界址点A、B、C、D，要求AB、AD边分别平行于围墙边且距围墙40m、50m，其中，40m间距将用于在原土路的基础上扩建柏油路。此时，若用几何法定点，则操作步骤将较多，从而增加了误差源。应用直线放样方法，架设基准站，测量并求出围墙点M1M3及围墙角点M2的坐标，然后，根据图示的几何关系，求出A、B、C、D点的坐标（如可求出直线AB、AD等直线的方程，联立求解各点的坐标或求出围墙夹角，再用坐标增量推求各点的坐标），最后以四点的坐标，在实地标定此四点的位置。然后，我们再用几何法进行检查，结果表明吻合较好。
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（3）建筑轴网的测设
商丘站房职工宿舍的轴网布置如图5，轴向轴线1-8，轴网间距7200、7200、7200、7200、3600、7200、7200，纵向轴线A-C，轴网间距9100、7100。施工放样时，可以以A轴线建立一条直线，即相当于建立了一个以A轴为x轴，1轴为y轴的相对坐标系，A轴、1轴的交点为原点（0，0），其他轴网交点的坐标依据直角坐标系求得，省去了相对坐标系和绝对坐标系转换的麻烦，而且不容易出错。
A轴线和其他轴线的交点坐标分别为（0,0）（7.2，0）（14.4，0）（21.6，0）（28.8，0）（32.4，0）（39.6，0）（46.8，0），B轴线和其他轴线的交点坐标分别为（0,9.1）（7.2，9.1）（14.4，9.1）（21.6，9.1）（28.8，9.1）（32.4，9.1）（39.6，9.1）（46.8，9.1），C轴线和其他轴线的交点坐标分别为（0,16.2）（7.2，16.2）（14.4，16.2）（21.6，16.2）（28.8，16.2）（32.4，16.2）（39.6，16.2）（46.8，16.2）。
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（4）支座垫石放样
互通立交D匝道为回头曲线，如图6，其墩柱、盖梁、支座、垫石坐标计算十分麻烦，且容易出错，墩柱、盖梁都可以用此方法放样，现以支座垫石为例进行说明。一般情况下，桥梁放样要求精度高，RTK已不能满足要求，全站仪程序里也有相类似的功能，叫做参考线放样，其原理和RTK直线放样一样，只是叫法不一样。
运用参考线放样，以D3支座垫石为例，如图7，只需要计算点1、点2（D3轴线与支座垫石轴线的交点）的坐标，与传统放样办法相比，计算点数由16个（一个支座垫石4个角点）减少到2个。将全站仪安置在任意适当位置，分别将反射棱镜竖立在点1、点2，以点1、点2为直线建立参考线局部坐标系，则四个支座垫石的坐标为（0，0.55），（0，-0.55），（7.5，0.55），（7.5，-0.55），放样（0，0.55）支座垫石时，只需要在适当位置找到x=0的两个点，间距比支座稍大20cm，然后建立一条直线，在适当位置找到y=0.55的两个点，建立一条直线，施工需要的十字线就出现了，两线交点即为支座交点。采用参考线放样，在减少工作量的同时可明显提高放样的速度和精度。
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（5）涵身模板复核
兴福大路里程段14+580为跨红星沟涵洞，如图8，施工过程中模板安装完成后，需要进行测量复核，复核合格之后才能进行混凝土浇筑。涵身复核同样可以利用RTK直线放样，架设基准站，在手簿软件中以点1、点2（涵洞中心线与道路边线的交点）的坐标定义一条直线，涵身基础模板安装好后，将移动站安置在基础模板边，检测直线偏距是否为3.3米，道路边线上起点（终点）为0，如果在允许误差内，说明模板安装合格，可以进行混凝土浇筑。涵身模板安装好后，将移动站安置在涵身模板边，检测直
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线偏距是否为2.6米，道路边线上起点（终点）为0，如果在允许误差内，说明模板安装合格，可以进行混凝土浇筑。
5．结束语
随着工程的全面展开，RTK直线放样、全站仪参考线放样的应用会更加广泛，与传统方法相比，可大大减少安置仪器的次数，同时较少测量坐标计算的工作，显著提高放样的效率，节约了测量时间，缩短了施工工期，保证了施工精度。因其独特的优势一定会深受工程测量工作者的喜爱。
参考文献
[1]工程测量规范（GB50026-2007）
[2]周建郑.2010.工程测量[M].郑州.黄河水利出版社
[3]铁四院商丘站房施工图纸、长春市政设计研究院兴福大路互通立交施工图纸
[4]Surpad软件使用说明书
[5]徕卡全站仪TCR402使用说明书