RTK技術(shù)在測繪中的應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在地形圖的測繪領(lǐng)域也獲得了非常重要的發(fā)展機(jī)遇，面對高科技手段在測繪領(lǐng)域的廣泛使用，對于測繪的精度要求也提升了一個(gè)新的層次。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法（RTK）屬于一種GPS常用的測量方法，因此本文主要針對RTK的測量技術(shù)進(jìn)行闡述，描繪了RTK技術(shù)在地圖測繪中的應(yīng)用情況。細(xì)致的探討了RTK技術(shù)對于地形圖測繪中的數(shù)據(jù)處理方法，并且針對其概念、優(yōu)勢以及實(shí)際案例進(jìn)行分析。為我們應(yīng)用RTK技術(shù)時(shí)提供些許建議，確保地形圖測繪的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：RTK；測繪；應(yīng)用

中圖分類號：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-02

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，為我們提供了技術(shù)上的革新，面對日新月異的電子信息技術(shù)，我們在測繪領(lǐng)域獲得了很好的發(fā)展機(jī)遇。尤其是RTK技術(shù)與GPRS技術(shù)在測繪領(lǐng)域的廣泛使用，越來越多的測繪先進(jìn)技術(shù)正在逐漸誕生。這些新技術(shù)的誕生帶來了測繪領(lǐng)域的發(fā)展希望，為測繪領(lǐng)域的快速發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。通過眾多學(xué)者和專家對RTK技術(shù)與GPRS技術(shù)的探討，實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新將會成為以后很長一段時(shí)間的研究重點(diǎn)。下面針對RTK技術(shù)的相關(guān)信息進(jìn)行介紹，為我們了解、學(xué)習(xí)該項(xiàng)技術(shù)提供借鑒。

一、RTK技術(shù)與地形地圖測繪介紹

所謂的RTK技術(shù)指的是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，流動(dòng)站、基準(zhǔn)站以及數(shù)據(jù)鏈構(gòu)成了RTK測量系統(tǒng)，測量的原理是將精度高的首級控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，再安裝接收機(jī)，并將其作為參考站，最后對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測。接收機(jī)將觀測到的衛(wèi)星信號通過無線電傳送給基準(zhǔn)站的接受設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的觀測和傳遞，流程站上的電腦根據(jù)定位原理對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并計(jì)算，顯示出流動(dòng)站的測量精度與三維坐標(biāo)[1]。

所謂的廣義的地形圖測繪是對地球的地形和地物在水平面的投影位置與高程進(jìn)行測定，然后按照一定比例對測定的地形和高程進(jìn)行縮小，再用規(guī)定的圖式和符號繪制出地形圖的一系列工作。而狹義的地形圖測繪就是根據(jù)已測定好的控制點(diǎn)，再利用攝影儀器或全站儀測量的辦法按照規(guī)定的圖式與符號將地球的地形和地物按比例繪制在水平藍(lán)圖上[2]。

當(dāng)前在地形圖的測繪過程中，對小比例尺的地形圖測繪通常都是采用航空攝影進(jìn)行測量，利用航片對市內(nèi)進(jìn)行測圖，對大比例尺的地形測繪則需要人工利用各測量儀器在野外進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并描繪成圖。地形圖在測繪的過程中通常都是先進(jìn)行控制測量，再對細(xì)部進(jìn)行測量，控制測量是地形圖描繪的依據(jù)，是對一定數(shù)量的高程控制點(diǎn)與平面進(jìn)行測定。例如大平板測圖，其控制測量分為兩個(gè)部分，一是首級控制測量，二是圖根控制測量。前者測量將大地控制點(diǎn)作為首級測量控制點(diǎn)，再利用導(dǎo)線的測量辦法對整個(gè)測區(qū)輻射出較高精度并且比較均勻的控制點(diǎn)。后者控制點(diǎn)測量建立在首級控制測量的控制之上利用交會定點(diǎn)的辦法加密出滿足整個(gè)測圖需求的控制點(diǎn)。在測量過程中，對高程的測量一般使用水準(zhǔn)兩種測繪的辦法進(jìn)行，細(xì)部測量主要是對地球地形及地物特點(diǎn)和特征進(jìn)行測繪。測繪方法按測量儀器的不同可以分為經(jīng)緯儀測圖法、平板儀測圖法、小平板儀和經(jīng)緯儀聯(lián)合測圖法，雖然儀器不同，但是測量的過程和目的都基本一樣，在測圖前先將繪圖紙固定在測圖板上，在繪圖紙上展繪出所有控制點(diǎn)和圖廊腳點(diǎn)，畫出坐標(biāo)方格，審核后開始下面的測圖工作。

二、RTK測繪技術(shù)的優(yōu)勢介紹

（一）控制測量

（1）對于控制測量，利用現(xiàn)代CORS系統(tǒng)測量可以改變傳統(tǒng)控制測量的程序，有效的避免傳統(tǒng)控制測量中的靠邊、角傳遞參數(shù)問題，只要人員將RTK打開，控制系統(tǒng)將會自動(dòng)生成，直接對任意坐標(biāo)進(jìn)行讀取[3]。

（2）RTK差分技術(shù)有效的改善了傳統(tǒng)靜態(tài)GPS測量時(shí)間長的缺點(diǎn)，對控制點(diǎn)的測量在滿足測量要求的前提下通常僅需5min左右，而傳統(tǒng)的靜態(tài)GPS則需要40min-120min。

（3）傳統(tǒng)常規(guī)的導(dǎo)線測量、三角測量和靜態(tài)GPS測量都需要高一級的起算控制點(diǎn)來完成低一級的控制測量，這使得越往下，測量的精度越低。而RTK在對數(shù)據(jù)的解算是建立在全市、全省甚至全國的CORS基站信息數(shù)據(jù)之上，并不隨著控制點(diǎn)數(shù)量的增加和控制點(diǎn)之間的距離增加而使測量的精度下降，PTK對所有控制點(diǎn)的測量都可以保證同等精度，可以滿足一般工程對精度的需求。

（4）RTK測量時(shí)單機(jī)獨(dú)立測量，測量坐標(biāo)數(shù)據(jù)直接給出，而靜態(tài)GPS則需要相關(guān)的軟件進(jìn)行處理才能得到最終的坐標(biāo)結(jié)果[4]。

（二）地形圖測繪

（1）RTK技術(shù)可以運(yùn)用在各個(gè)地形的測量，特別對開闊的地形測繪效果最佳，它根本性的改變了傳統(tǒng)地形圖測繪由控制點(diǎn)出發(fā)，改變了傳統(tǒng)測繪工作受到控制點(diǎn)數(shù)目及距離的制約較大的情況。RTK測繪地形時(shí)對控制點(diǎn)的依賴程度大幅下降，直接可以穿越山區(qū)、溝壑等復(fù)雜地形，也不需要控制點(diǎn)通視，不在受到控制點(diǎn)數(shù)目和距離的制約，可以根據(jù)地形的變化實(shí)時(shí)的采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，不僅減少了測繪人員的工作量和工作強(qiáng)度，對測繪的精度和測繪的效率也有較高的保證[5]。

（2）對地形復(fù)雜或建筑物密集的區(qū)域，由于受到衛(wèi)星信號的限制，對建筑群地形圖進(jìn)行測繪時(shí)需要配合常規(guī)全站儀進(jìn)行數(shù)字化測量。但RTK不受測區(qū)一級控制距離和通視的限制，可以根據(jù)測繪的需要在建筑群中適當(dāng)位置設(shè)定圖根控制點(diǎn)。

（3）因?yàn)镽TK測量的誤差不累計(jì)，所以使得RTK對圖根控制點(diǎn)測量的精度要高于一、二級導(dǎo)線測量，并且RTK測量的效率也高于導(dǎo)線測量和靜態(tài)GPS測量。

（三）施工放樣

在傳統(tǒng)測繪中，鐵路、公路、管線、建筑物等都需要在全站儀控制點(diǎn)上放樣，而RTK差分技術(shù)則改變了傳統(tǒng)放樣模式，使整個(gè)放樣過程更加簡單和高效。RTK還可以反復(fù)進(jìn)行作業(yè)，對數(shù)據(jù)的輸入也僅需要輸入一次，避免重復(fù)輸入，對數(shù)據(jù)的計(jì)算也通過程序完成，不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤。當(dāng)整個(gè)環(huán)境的條件不滿足放樣時(shí)，也可以利用RTK快速控制測量特點(diǎn)快速的設(shè)置臨時(shí)控制點(diǎn)，幫助全站儀完成放樣工作。

三、RTK技術(shù)的應(yīng)用案例

某公司在進(jìn)行C級網(wǎng)測量時(shí)，采用RTK技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)測定數(shù)據(jù)，對于基站進(jìn)行精度和RTK5min的測定結(jié)果分析，其測點(diǎn)的點(diǎn)位精度誤差為±0.02。RTK測定技術(shù)在測定的過程中存在著單點(diǎn)獨(dú)立性，其測定不會隨著位置不同、點(diǎn)數(shù)不同或者距離的限制而造成測定的精確度下降。C級網(wǎng)絡(luò)測定要求的邊長為4.5km，測出的基線邊所產(chǎn)生的相對誤差為1/159099，可見其測定的誤差滿足C級網(wǎng)的約束標(biāo)準(zhǔn)。采用RTK技術(shù)對案例地形圖測繪主要分為下面幾個(gè)方面[6]。

（一）地形開闊區(qū)域的測量

對于地形開闊區(qū)域的測量可以直接采用地形地貌進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，然后先由RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再經(jīng)CASS制圖軟件制作成圖。采用RTK技術(shù)進(jìn)行測定的時(shí)候需要矯正儀參數(shù)和測定區(qū)域的控制網(wǎng)，如果該區(qū)域?yàn)楠?dú)立的測定系統(tǒng)則需要取3-6個(gè)控制點(diǎn)來求取參數(shù)。然后再經(jīng)過現(xiàn)場采樣才收取路線，制作出草圖。

（二）建筑密集區(qū)域的測量

在建筑密集區(qū)域進(jìn)行測量，由于測量的儀器會受到建筑物的影響，極易造成儀器不能正常使用。采用RTK技術(shù)進(jìn)行控制，可有效的跳過首級進(jìn)行控制，并且可以在建筑群內(nèi)的道路、建筑物等稍微開闊的區(qū)域設(shè)置控制點(diǎn)，為全站的數(shù)據(jù)采集提供控制資料。對于該區(qū)域的C級網(wǎng)測量，根據(jù)RTK建立起的控制點(diǎn)來組成兩個(gè)點(diǎn)的通視，確保全站的數(shù)據(jù)測量均是基于同一起始數(shù)據(jù)。

（三）RTK技術(shù)測量控制

RTK技術(shù)測量控制過程中要對測量的精度進(jìn)行控制，對于精度的控制主要分為圖根測量控制、高等級控制測量兩個(gè)部分。其中圖根測量控制主要可以通過手扶對中桿使得氣泡居中位置5-10s來實(shí)現(xiàn)；高等級控制測量則需要根據(jù)基座、腳架、RTK接收機(jī)等，設(shè)置的測量時(shí)間為5min，測量的過程中為了確保測定的精度同時(shí)還要排除外界因素的干擾，可以進(jìn)行獨(dú)立測定多次進(jìn)行求取平均值。

四、結(jié)束語

面對當(dāng)前科技的快速發(fā)展，越來越多的測繪技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛應(yīng)用。RTK技術(shù)在很多的領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在一些地形復(fù)雜的地區(qū)，RTK根圖控制測定方法以及、高等級控制測量均被廣泛的應(yīng)用到了實(shí)際的控制點(diǎn)上。RTK測繪技術(shù)打破了傳統(tǒng)的測量模式，建立起了新的測量理念，可以有效的改善控制機(jī)測量程序，并且通過控制測量得到基礎(chǔ)的采集數(shù)據(jù)，減少了人為操作和干預(yù)，為提升RTK技術(shù)的測繪工作效率提供了保障。確保了測量成果的精確性和正確性。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王研，李相庭，曾磊.RTK技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用研究[J].山西建筑，2009（19）：362-363.

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[5]王小花，李保學(xué).RTK技術(shù)在測繪中的應(yīng)用[J].中州煤炭，2012（11）：95-96+99.

[6]靳海亮，韓奎峰，周興東.RTK技術(shù)在礦區(qū)地形圖測繪中的應(yīng)用[J].地礦測繪，2003（03）：20-21.

[作者簡介]游福靈（1983.12-），男，云陽人，本科，研究方向：RTK的應(yīng)用。