RTK 技術在現代測量中的應用

王家鋒

(山西省介休市規劃局，山西介休 032000)

隨著城鎮化率的逐年提高，為了滿足城市規劃、設計、管理、應用等方面的要求，測量行業越來越受到重視，測量工作也越來越多，越來越繁重，在以前的城市規劃測量及城市地形圖的動態化管理中，測量人員的工作是辛苦而繁重的，而且并不如許多人所想的有多輕松。

最早采用的是經緯儀配合小平板，采用視距法，讀取高度角以及視距，通過查對數表求得設站點與碎步點之間的距離，再用鉛筆、三角板將該點按比例尺畫到聚酯薄膜上，而后進行內業清繪成圖。

再后來有了全站儀，就采用內外業一體化技術進行測圖，測繪技術成果精度以及作業速度有了極大地提高，但是其作業流程也是相當的復雜，需要有做外業的工作人員還需要許多內業工作和資料處理人員。測量作業員的能力大小、水平高低，更多的體現在其協調能力及統籌安排和操作上。

第一步要做的工作就是聯測已知D級或E級控制點，這時候要搞清楚本次作業所使用的坐標系是地方獨立坐標系還是國家坐標系，高程是假設高程還是國家絕對高程，高程實際作業時是使用GPS高程還是采用水準高層。校點后將結果和已知點比對符合精度要求后才能進行碎部點測量。

第二步工作就是檢查規劃用地邊線的坐標和實地是否相符。建設單位的指界往往和規劃有所出入，改線工作經常發生，而中國的國情是:土地部門征地前是不和規劃部門咨詢的，他們往往是根據建設單位的實際占地結合土地利用規劃進行報批，結果下來往往與城市規劃相矛盾，這樣改線工作也勢必存在問題，這些工作的重復導致使用全站儀的工作效率和經濟效率明顯降低。

第三步工作就是實地拔地定樁。這步工作變化很多。利用全站儀放線，前提是要求地面清表，在地面的垃圾及障礙物沒有清理完前可以先熟悉圖紙，因為這時候架儀器也無法干活還需專人照看儀器，既浪費時間又浪費人員，這些工作都是徒勞的，一定要等到把場地平整完全通視后再進行，這樣一來工作效率明顯提高。

而使用RTK接收機硬件相對簡單，投入少，不用考慮通視;技術成熟，數據處理量小，解算模型簡單而且不受下雨天氣的影響，工作效率比用全站儀作業要高出4倍～5倍。下面本人就從RTK定位原理，RTK的接受信號，RTK的精度檢查以及成果使用三大方面來解讀使用RTK在規劃測量中的必要性和有利性。

1 RTK的工作原理

1)基站坐標已知 X，Y，Z 或為 B，L，H。

2)RTK的工作原理。

3)用相對定位方法按歷元逐個解算基線向量。

4)求出流動站坐標。

GPS RTK的作業方法是設立基準站，將接收天線、雷達天線、主機、手簿、電臺、電瓶等設備連接好，用手簿啟動主機，設置好各項參數，即頻率、投影系統、中央子午線經度、扁率、天線高、天線類型等，然后啟動基準站。基準站啟動好后，就可以對流動站進行設置、啟動，當手簿上出現雷達天線符號和RTK固定解時，即可開始測量，在正式觀測前，應利用周邊至少3個已知點進行轉換參數的求取，各坐標分量殘差均小于2 cm后才能實施流動觀測。為保證精度，RTK測量半徑控制在3 km范圍內。RTK當天測量結束后，把數據傳輸到電腦。

在規劃放線中，一般是通過求出道路路側石的平行線而后通過拔角度量距離放線，這樣容易造成下列誤差:

1)不能放樣到樁位上。

這樣的錯誤在所難免，由儀器本身的刻畫及度盤精度特性決定。這樣的錯誤在基礎較深或場地不平整時最容易發生，如果在大開挖之前發現，都是可以補救的，如果開挖成型后才發現，則處理和補救就比較麻煩。如果處理不當，造成的經濟損失是巨大的。

2)軸線不精確造成的誤差。

由于反復的旋轉儀器，求取角度，容易造成誤差累積，這種由于軸線不準造成的誤差是很可怕的，會造成整體建筑物的定位錯誤，涉及到與規劃總平面以及前期的設計相違背，也會造成極大的經濟損失和社會影響。

在某單位施工的17層商住樓建設項目中，由于施工人員放樣錯誤，造成該建筑物的沿街立面比其他相鄰建筑物立面凸出1.5 m，給該地段規劃，市容造成的后果相當的嚴重，也給建設單位和施工單位帶來業主的埋怨以及規劃驗收的難以通過。

也存在軸線定位局部正確，局部錯誤的例子。在濱河小區28號樓樁基施工過程中，現場技術測繪人員對②軸～⑦軸的放樣測量時，因放樣不準確造成該部分的樁基整體旋轉，最大的偏差達到0.75 m，雖經幾次補救處理，原來的設計圖紙才沒有大變。但因為這個誤差造成了圖紙變更及工期延長。

由于RTK技術采用的是前方交會的方法，其已知點在同步衛星上，所測的每一個碎步點的精度都是相同的，這樣因采用常規儀器所造成的誤差就極易避免。

2 RTK接收到的信號

1)直接來自GPS衛星的信號。

從衛星廣播星歷(衛星的坐標)中獲取6個Kepler軌道根數，9個攝動參數，2個時間參數(參考時刻、星鐘數據齡期)。

2)檢查星地偽距測量信號，主要是:測距碼信息、載波相位、衛星健康狀況、電離層延遲改正信息等。

3)差分信號傳送方法。

a.平面信號系統傳送:用RTK自帶數據鏈傳送，通過GPRS/CDMA登錄數據服務器獲取數據(有線、無線方式均有)。

b.衛星傳送:專用通訊衛星、借用其他衛星如海事衛星傳送，由于RTK是自動讀取數據、自動傳輸，這樣就避免了使用常規儀器在內業計算中容易導致的錯誤。

3 RTK接收機的檢查程序

1)成圖以前的檢查。

a.觀測條件的合理性(打開觀測記錄數據可檢查或利用TEQC軟件進行檢查)。檢查接收機的初始設置是否正確:如采樣間隔、靜態觀測;在觀測時接收衛星數量至少要滿足鎖定4顆衛星;PDOP值不大于6。

b.觀測成果的正確性(打開觀測記錄數據可檢查或利用TEQC軟件進行檢查，也可以在 TGO1.62中導入原始觀測數據RINEX格式逐點進行檢查)。采集的數據(星歷文件)和觀測時間是否夠用;每顆鎖定的衛星的連續觀測時間;每個接收機之間的有效的同步觀測時段長度;重站率不小于1.6。

c.觀測成果的規范性(打開觀測記錄數據、記錄手簿可檢查)。正確地量取天線高并能正確地記錄，也要記錄衛星的失鎖浮動等情況;接下來要正確地繪制測站四周的相對位置——環視圖;在架好儀器后也要進行溫度、氣壓、濕度等的量取和記錄;最后按要求轉換為標準的RINEX數據格式文件存檔。

2)計算質量的檢查。

數據處理(數據檢驗記錄、起算數據資料、成果表、技術總結)。

對同步環、異步環的閉合差進行檢查時首先需考慮到:重復基線較差檢驗、異步環的邊數問題;而后進行數據處理、基線解算及數據分析;最后再進行數據后處理(平差計算)及數據分析。

在網平差報告中的各項指標是否滿足規范及設計要求，如點位中誤差、邊長相對中誤差的符合情況，分析RTK校點使用的已知點點位可靠性檢核(兼容性)，坐標數據正確性的檢查(是否存在X坐標和Y坐標弄反、輸錯、改算錯誤)。

所采用的坐標系統、投影方式、投影面是否正確(橢球參數、中央子午線、Y值加常數、投影面等)，起算點的正確性或改算的正確性(獨立坐標系統);平面采用的已知點數量是否滿足設計要求，是否存在同級發展，是否滿足高控低;測量標志是否移位、標志破壞、未同網平差、坐標系統不同的情況。

以上大部分內容都可以在獲取RINEX數據后在免費軟件TGO1.62中進行自動檢查、核實。這樣就避免了在檢查中由于作業人員的水平問題導致內業質量不過關。通過以上三個主要步驟的解讀，我們看到RTK接收機的自動化和科學化，俗話說“沒有金剛鉆不攬瓷器活”，只有使用精度更高、效率更高的儀器，我們的測繪任務才能在輕松的工作中完成，RTK技術成為現代測繪技術中不可或缺的一部分。