基于RTK測量技術應用的探討

摘要：RTK技術由于具有定點速度快、誤差低、節(jié)省人力、作業(yè)效率高、受條件限制較少等優(yōu)點，從而在測量中得到廣泛的應用。本文主要對RTK測量技術應用進行探討，以供參考。

關鍵詞：RTK測量技術；應用

1 RTK測量技術概述

實時動態(tài)（RTK）測量系統(tǒng)，是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合，是GPS測量技術中的一個新突破。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，其運行的基本原理是：在基準站上設置1臺GPS接收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛(wèi)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用戶站的三維坐標及其精度。

2 在地形圖測量中的具體應用

2.1 測區(qū)的概況

本次任務測區(qū)面積約2平方公里，測繪1：500地形圖約40幅。測區(qū)大部分地區(qū)位于城市的城鄉(xiāng)結合部，測區(qū)人口密集、建筑多為平房、環(huán)境比較復雜，并且測區(qū)中間部分分布有零散的農用地，遍布雜草與灌木叢，通視條件比較差。由于該項口工期要求比較緊，考慮測區(qū)實際情況決定采用RTK測量技術開展地形圖測繪工作。

2.2 利用RTK技術進行地形圖測繪

利用GPS RTK技術進行地形圖測量的基本工作，主要包括外業(yè)數據采集和內業(yè)數據處理兩大部分。外業(yè)數據采集主要包括控制測量和碎部點測量，其中碎部點測量有兩種方式，其一、先利用GPS RTK測量圖根據控制點，對那些信號接收不好隱蔽的建筑物的角點等再用全站儀進行碎部點測量；其二、直接利用GPS RTK測量技術進行碎部點測量。內業(yè)數據處理主要包括GPS控制測量數據處理，GPS RTK數據編輯與整理和利用成圖軟件進行數字化成圖等。

2.2.1 GPS RTK測量+全站儀碎部點測量法

利用GPS RTK進行地形測量的基本流程是先利用GPS RTK測量技術進行控制測量，然后利用全站儀進行碎部點測量。通過以上獲取外業(yè)數據資料后，利用成圖軟件進行內業(yè)編輯、處理、整飾出圖。

1）控制測量：在進行碎部測量之前需要進行

控制點的布設和測量，就是利用RTK測量技術進行圖根控制點測量。利用RTK進行圖根控制測量時，可以采用“1個基準站+多個流動站”的作業(yè)模式。通過對基準站設備的天線、參數設置等基本操作流程，啟動基準站，就可以進行流動站的作業(yè)生產。操作時實時注意儀器設備的狀態(tài)，做好該點點位信息記錄及數據采集工作。

2）利用全站儀測量碎部點：在完成上述工作后就可以進行碎步點測繪工作，即將全站儀布設在控制點上進行碎部點數據的采集工作。每一個全站儀測量小組一般需要配置1名觀測員，1名繪圖員、1-3名扶尺員。碎部點的主要流程包括：上站、定向、碎部點測量、繪制草圖等。

2.2.2 GPS RTK碎部點測量法

在地勢上空開闊的地區(qū)，完全可以用RTK作業(yè)模式測量碎部點，其測量速度比全站儀更快。根據測量需要，RTK測量碎部點的作業(yè)模式可以分為“點模式”和“線模式”兩種。點模式就是碎部點的測量每進行一次數據記錄就可以測量一個點的作業(yè)模式，該點位數據不僅具有位置信息，還具有代碼信息，以供內業(yè)編圖處理。線模式就是對公路、水渠、田埂等線狀地物或連續(xù)地形，采用的高效率作業(yè)模式。該測量數據的自動記錄有兩種方式，分別是等時間間隔和等距離間隔存儲數據。等時間間隔存儲數據是根據設定時間間隔進行數據采樣；等距離間隔存儲數據是根據設定距離間隔進行數據采樣。

2.2.3 RTK側量的內業(yè)數據處理

內業(yè)數據處理主要包括UPS數據處理和利用成圖軟件進行數字化成圖兩項內容。前者所需時間較短，而后者工作比較煩瑣，所需時間較長。GPS數據處理可以采用隨機軟件，剔除含有粗差的觀測值，通過參數轉換就可以獲取控制點坐標。

數字化成圖：數字化成圖是一項煩瑣而細致的工作，作業(yè)人員需要認真和細心。為了方便作業(yè)，在作業(yè)安排時最好做到誰測圖誰成圖。因此，每一臺儀器最好配備兩名繪圖員，兩名繪圖員隔日輪流進行外業(yè)數據采集、草圖繪制和內業(yè)數字化成圖。

2.3 RTK測量技術在地形圖測繪中的優(yōu)勢

GPS RTK的定位精度高、點位精度均勻、測量時間短、無需通視、控制面積大、全天候、無誤差積累等優(yōu)點，使其顯現了比其他常規(guī)測量儀器更大的優(yōu)勢。特別是在地形較為復雜的區(qū)域，結合各種數據采集方法更表現出了不可替代的優(yōu)越性。

2.3.1作業(yè)速度快

采用RTK測量技術進行地形測量，測區(qū)完成建立基本控制后，只要控制點間距在3-5千米以內，一般不需要進行圖根控制點加密即可開展地形測量工作。控制點加密度如不能滿足相關技術要求，可在進行地形測量時，同步進行加密。并且可以直接采用RTK技術進行碎步測量，僅需1人背著儀器在要測的地形地貌碎部點呆上一二秒種，并同時輸入特征編碼，通過手簿可以實時知道點位精度，把一個區(qū)域測完后回到室內，由專業(yè)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。

根據測區(qū)情況和儀器性能，一臺移動站一般只需配備1-2人，即可完成地形測量工作。移動站滿足測量精度要求后，即可進行數據采集，一般只需在待測點上停留幾秒鐘，大大提高了工作效率。一臺移動站的作業(yè)效率，可相當于2-3個采用傳統(tǒng)方法進行地形測量的作業(yè)組。根據實踐經驗，1個GPS流動站的作業(yè)速度是1臺全站儀作業(yè)速度的2-4倍。

2.3.2產品質量高

（1）控制點精度

《城市測量規(guī)范》對地形圖測繪中控制測量的要求是，全野外測量法圖根控制測量宜在城市各等級控制點下進行，可采用衛(wèi)星定位測量、導線測量和電磁波測距極坐標法等方法。圖根點點位中誤差和高程中誤差應符合如表1規(guī)定：

表1圖根點點位中誤差和高程中誤差

注；H一基本等高距

GPS RTK技術之所以能夠在地形圖測量中得到廣泛應用，其高精度、高效率且能完全滿足相關《測量規(guī)范》中的精度要求是主要因素。以本次測繪的測區(qū)為例，通過對該測區(qū)圖根控制測量采用靜態(tài)GPS模式并聯測3個國家二等點，經平差后得到相對應的E級GPS控制點成果，表2列出了部分控制點實測坐標與檢測坐標比較的結果。

表2控制點檢測對比

通過表2可以看出，其點位平面誤差基本控制在士3.0cm以內，高程誤差在士4. 0cm左右，由此可見，GPS RTK技術具有較高的定位精度，實踐證明GPS RTK測量完全可以替代控制測量中的圖根控制測量，且能較好地滿足地形圖測量技術指標。

（2）碎部點精度

《城市測量規(guī)范》對地形圖測繪中地物點精度的要求是，地物點相對于平面控制點的點位中誤差和地物點相對于鄰近地物點的間距中誤差應符合表3的規(guī)定。

表3地物點相對于平面控制點的點位中誤差和地物點相對于鄰近地物點的間距中誤差

地形圖高程精度應符合城市建筑區(qū)和基本等高距為0.5米的平坦地區(qū)，1：500地形圖的高程注記點相對于鄰近圖根點的高程中誤差不應大于0.15米。

衡量地形圖產品質量的因素眾多，其中有些因素是主要因素，有些是要因素，主要指標因素有平面位置精度、高程精度、平面點位相對精度等。

2.3.3經濟效益好

GPS RTK用于地形圖測量時，定位穩(wěn)定性好，速度快，一般地形，地物點只需5S就可以得到較為準確的三維坐標，一個流動站一天至少可以采集250個數據多則可達800多個數據。用傳統(tǒng)的方法需要十幾甚至幾十個小時才能測繪完成的地形圖，用UPS RTK技術幾小時便可以全部完成。采用UPS RTK技術，應用于地形圖測量可顯著提高工作效率和減輕勞動強度，且作業(yè)基本不受天氣的影響，可以全天候作業(yè)，也不受通視條件的限制，適應數字化成圖的需要縮短了成圖周期，具有良好的經濟和社會效益。

3 結束語

在科學技術飛速發(fā)展的今天，GPS RTK技術給測繪工作帶來了革命性的變化，它改變了傳統(tǒng)的測量模式，實時完成厘米級精度定位和不通視情況下的遠距離三維坐標量測，具有需要測量人員少、速度快、精度高等特點，極大地提高了工作效率。隨著RTK技術在測量工作中應用的不斷深入，RTK測量技術必將有一個廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]徐紹鈴等.GPS測量原理及應用[M]武漢：武漢大學出版社，2003.

[2]城市測量規(guī)范. CJJ /T 8-2011[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.