小議RTK測量技術的應用

摘 要:本文結合筆者實際工作經驗，闡述了RTK測量技術的特點、優勢及其在測量中的應用情況，僅供同行參考和技術交流。

關鍵詞:RTK測量技術應用與研究

中圖分類號:TM93文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0092-01

1 概述

在GPS測量中，如靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK(Real time kinematic)時差分定位是一種能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法。隨著全球定位系統(GPS)技術的快速發展，RTK測量技術也日益成熟，RTK測量技術是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合，是在解決通信技術瓶頸和GPS載波相位整周未知數的快速求解后迅速發展起來的一門技術。RTK測量技術集合了GPS衛星定位、快速解算、數據無線傳輸、快速跟蹤等多項先進技術，因其精度高、實時性和高效性，被廣泛應用于多個領域，如鐵路、公路、建筑、水利、石油等。其測量模式、測量速度和精度都比以往的測量方式有了很大的變革。RTK技術的不斷成熟與發展，給測量測繪工程提供了技術保障。尤其在地形復雜的區域，RTK技術更顯示出不可替代的優越性。

2 RTK技術的含義及系統的組成

RTK系統主要由一個基準站、若干個流動站和通信系統三大部分組成。其中，基準站包括GPS接收機(接收機通常具有數據傳輸參數、測量參數、坐標系統等的設置功能)、GPS接收機天線、無線電通信發射設備、電源、電子手簿等設備。流動站包括GPS接收機天線、GPS接收機、無線電通信接收設備、電源、電子手簿等。

RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術，其基本思想是:利用基準站上的GPS接收機，對可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據通過電臺實時地發送給流動站。在流動站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示流動站的三維坐標及其精度。

3 RTK技術優點分析

3.1 實時性

RTK通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與流動站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況，實時地判定解算結果是否成功，從而減少冗余觀測量，縮短觀測時間。

軟件系統具有能夠實時解算出流動站的三維坐標的功能。RTK測量技術除具有GPS測量的優點外，同時具有觀測時間短，能實現坐標實時解算的優點，因此可以提高生產效率。實時動態定位如采用快速靜態測量模式，在15km范圍內，其定位精度可達1～2cm，可用于城市的控制測量。

3.2 輕便高效性

采用RTK來進行地形測圖。僅需一人背著儀器在所要測的地形地貌碎部點呆上一二秒鐘，通過手簿可以實時知道點位精度。把一個區域測完后回到室內，由專業的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖，這樣用RTK僅需一人操作，不要求點間通視，大大提高了工作效率。

3.3 精確性

采用RTK技術放樣時，僅需把設計好的點位坐標輸入到電子手簿中，背著GPS接收機，它會提醒你走到要放樣點的位置，測一個控制點在幾分鐘甚至于幾秒鐘內就可完成。不僅快捷，而且精度很高也很均勻。

4 RTK技術的應用

4.1 控制測量

控制測量是測量的前提和基礎，通常使用導線測量和GPS靜態測量的方法完成。導線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻。GPS靜態測量，點間不需通視且精度高，但需事后進行數據處理，不能實時知道定位結果，如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用快速靜態RTK技術無論在作業精度，還是作業效率上都將具有明顯的優勢。

4.2 地形測量

數字化測圖已普及，傳統的全站儀進行數字化測圖方法正在逐步向RTK技術方向發展。尤其在地形測量方面，RTK技術更能體現它不需要通視、作業半徑大、數據采集時間短、作業人員少(通常一個移動站兩人)、數據精度高的特點，應用更為廣泛。在水下地形測量里，使用RTK自動導航和按距離或時間間隔自動采點功能，只要將天線高量至水面，加水深改正后，即可高精度的實時測定水下地形點的三維坐標，由專業軟件成圖。采掘工作面應測工作面延伸的兩個端點，有明顯轉折的要加測拐點。采掘范圍應宴測剝離場邊界拐點。對礦區內的運輸系統的主要道路，應實測中心線拐點。

下面以某控規地形測量工程為例，應用RTK對其控規區進行地形測量，并與全站儀的測量結果進行比較，目的有兩個方面:①掌握RTK的實踐應用;②驗證RTK技術能夠滿足厘米級的勘測工程需要。

此控規區范圍約30km2，地形為丘陵，地勢北東走向。本次測量所采用的GPS儀器是美國Trimble公司生產的trimble5700接收機。該接收機的靜態和RTK測量精度分別為3mm+0.5ppm和10mm+lppm，RTK最大工作距離為30(25W)。該接收機的特點是精度高，防水，抗震，接插件可靠，手簿后處理軟件中文顯示。所使用的全站儀是拓普康GTS332。兩者測量的誤差結果見表1。

從表1的結果可以看出，RTK技術的測量精度能夠達到厘米級并且誤差分布比較均勻。

4.3 工程放樣

RTK測量技術用于線路中線放樣，通常一人即可完成。只需將線路參數(如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等)輸入RTK的手簿里，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號也可按坐標放樣，并可以隨時互換。放樣時按屏幕上箭頭指示方位，很快就能確定位置。

4.4 其他方面的測量

RTK技術在其他方面的測量工作中應用也很廣泛。RTK技術還可用于地籍測量、道路測量、管線測量、房產測量等方面。RTK手簿上一般裝的軟件都有中線和邊樁測量功能，所以RTK技術在道路測量和管線測量中運用也是很方便快捷的。

5 結語

RTK測量系統的成功應用，為GPS測量的可靠性和高效率提供了保障，對于GPS測量技術的發展和普及具有重要的現實意義。RTK測量技術的發展與應用，大大提高了測量測繪工作效率和工程質量。RTK和全站儀配合應用在露天采礦采掘范圍的測量更是方便、快捷、準確，同是減輕了作業人員的工作壓力和勞動強度，也保證了作業人員的安全。

參考文獻

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