關于RTK技術在工程測量中的應用探究

朱瑾

摘 要：隨著全球定位系統（GPS）技術的快速發展，RTK（Real Time Kinematic）實時動態策略技術也日益成熟，RTK測量技術逐步在測繪中得到應用，而且RTK測量技術因其無需通視、無誤差積累、精度高、實時性和高效性，有著常規測量儀器經緯儀、全球儀不可比擬的優勢，這就使得其在工程測繪中的應用越來越廣。該文從RTK技術的工作原理、工作的特點和優勢以及RTK技術的具體實際的應用等方面對RTK技術進行了介紹。

關鍵詞：RTK技術 工程測量 特點 應用

中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0097-01

1 RTK測量技術的基本工作原理

RTK測量的工作原理就是在基準站上設置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備或網絡，實時地發送給移動觀測站，在移動站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，也通過無線電或網絡接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，現場實時處理出WGS-84系坐標，并根據不同測量工程項目的轉換參數（平移因子、旋轉因子、尺度比例）及投影方法，實時計算出并顯示我們采用的1980西安坐標系、1954年北京坐標系統或地方坐標系統準確的移動站的三維坐標及其精度，其通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與移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，RTK測量系統一般是由以下三部分組成：GPS接收設備、數據傳輸系統、軟件系統，常規數據傳輸系統由基準站的發射電臺與移動站的接收電臺組成，目前較為先進的是通過電信網絡進行傳輸，它是實現實時動態測量的關鍵。

2 RTK技術的工作特點和優勢

RTK作為一種新型的實時測量技術，有著很多之前技術的無法達到的特點和自身的優勢，主要有以下幾個方面。

（1）RTK技術的定位精度高。數據安全可靠，沒有誤差積累。只有滿足RTK的基本工作條件，RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級。

（2）作業效率高。RTK設站一次即可測完4 km半徑的測區，可大大減少傳統測量所需的控制點數和測量儀器的“搬站”次數，同時，在一般的電磁波下，RTK可幾秒內得一點坐標，作業速度快，勞動強度低，節省了外業費用，提高了勞動效率。

（3）降低到作業條件要求。RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小，只能滿足“電磁波通視”，就可輕松地進行快速的高精度定位作業。

（4）RTK技術作業的操作簡便，容易使用，數據處理能力強，能方便快捷地與計算機及其其他測量儀器通信。

（5）RTK作業自動化、集成化程度高，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，極大減少了輔助測量工作，減少了人為誤差，保證了作業精度。

3 RTK技術的具體實際應用和監測

（1）對建筑物規劃放線的測量幫助。建筑物規劃放線，放線點既要滿足城市規劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關系，放樣精度要求也較高，使用RTK進行建筑物放樣時，需要注意檢查建筑物本身的幾何關系，對于短邊，其相對關系較難滿足，在放樣的同事，還需注意的是測量點位的收斂精度。

（2）RTK技術的控制測量。為滿足城市建成區和規劃區測繪的需要，城市控制網具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點，而城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導線大多位于地面，常被破壞，非永久性控制點，這就影響了工程測量的進度，那么如何快速精確地提供控制點，就直接影響工作的效率，常規控制測量如導線測量，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，如業內發現精度不符合要求則必須返工，但應用RTK技術進行Ⅰ、Ⅱ級加密控制點測量無論是在作業精度，還是作業效率上都具有明顯的優勢，其具體方法是，采用RTK技術測量，只需在測量區內或測區附近空曠、視野開闊，高度角在15°以上的范圍內，無障礙物，附件不應有強烈干擾接收衛星信號的干擾源或強烈反射衛星信號的物體處架設基準站，利用不少于3個的高等級控制點進行7參數計算轉換，要將測量精度設定在工程測量范圍誤差允許范圍內后，直接用移動站對中各控制點采用快速靜態測量，在15 km范圍內，其定位精度可達1～2 cm，其平面精度和高程精度完全能滿足規范要求。

（3）道路的橫、縱斷放樣和土石方量計算。縱斷放樣時，先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中，生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來，隨時可以到現場放樣測設；而橫斷放樣時，則要先確定出橫斷面形式（填、挖、半停半挖），然后把橫斷面設計數據輸入到電子手簿中（如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設計高），生成一個施工測設放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現場放樣測設。

（4）RTK技術精度定位和可靠性檢查。在系統設置及初始化完成進行測量之前，要進行必要的測量檢查，以便確保基站設置的正確，策略數據的可靠，現在常用的監測方法有以下幾個方面：①用已知點監測比較，發現問題及時采取措施改正，而且經過實踐表明，這種方法比較可靠；②重測比較法，設置完成后先測幾個固定點坐標，如果測區已有RTK點，即重測已有RTK點坐標進行比較；如果沒有，則可重新設置儀器，重測剛才側過的RTK點進行比較，同時可用全站儀測量各測點間的距離和高差，用距離反算和高差較差來檢核成果的精度。

（5）RTK技術對碎部點測量。對碎部點的測量，手持安置流動站天線的對中桿在碎步點上即可，RTK在空曠的地方采集速度較快，一般幾秒鐘內可達到固定解，完成一個點的采集工作，而且用RTK直接測量地形特征點，由于RTK采集的數據轉入數字成圖軟件后，所有的測量點均為高程點，所以采集時要一邊畫草圖，按碎部點序號記錄，到內業時，先把觀測數據文件轉換成成圖系統需要的數據格式文件，然后，在數字成圖系統中依據展繪的點位，用相應的線型或符號繪制地形圖，對地點物的采集，根據數字成圖系統的特點，在一定范圍內最好按地物分類測量。不過RTK技術也有本身的局限性，對建筑物無法直接測量屋角坐標，在地形起伏高差較大的山區或樹木較密的林區，GPS衛星信號被阻擋機會較多，RTK數據鏈傳輸也受到極大的干擾，這樣就要等較長的時間才能達到固定解。

參考文獻

[1] 徐紹銓.GPS測量原理及應用[M].武漢測繪科技大學出版社，2011.

[2] 楊文府，崔玉柱.GPS-RTK的技術方法探討與對策[J].測繪工程，2008（4）.endprint