淺談RTK在城市規劃控制測量中的使用體會

文/牛定林 云南省一九八煤田地質勘探隊 云南昆明 650208

淺談RTK在城市規劃控制測量中的使用體會

文/牛定林 云南省一九八煤田地質勘探隊 云南昆明 650208

隨著科學技術的飛速發展，人們對于城市規劃建設的要求也逐漸提升。尤其是對其精準度定位的要求也開始增加。伴隨著RTK技術的逐漸完善，RTK技術運用GPS載波相位觀測量，并且通過參考站和移動站之間觀測差距的相關性，以差分的模式拜托移動站觀測數據中的錯誤率為基礎，有效的完成高精度，甚至精確到分米和厘米的定位，在測量范圍中深受青睞。

RTK技術；城市測量；現狀

RTK實時動態差分法，是現在最為普遍的一種GPS測量的方式，和傳統的靜態、迅速靜態、動態測量存在很大的不同，后者都要在事后進行解算，才可以取得達到厘米級別的精度。因為RTK測量技術的精確度高、具有實時性和效率性，所以在城市測繪的過程中使用十分廣泛。

1、RTK技術的主要內容和優勢

1.1 主要內容

RTK定位技術和GPS測量技術以及數據傳播技術的相互融合，是以載波相位觀測值為基礎的動態定位技術，能夠有效的反映出側站點在相應坐標系中的三維定位狀況，并且準確度達到厘米。RTK的工作基礎就是在RTK作業的情況下，基準站利用數據鏈把其中的觀測資料和測站坐標情況一起傳送給流動站。流動站不但要利用數據鏈來接受通過基準站傳遞而來的數據，還要利用GPS進行觀測，并且在系統中建立差分觀測值，并且進行有效的處理，使其達到厘米的定位程度，其中耗時只有一秒。而且流動站不但能夠處于靜止的狀態，也可以處于不斷運動的狀態；還可以在穩定的位置先進行初始化運作，再次進行動作運作；還可以在動態環境中直接開機，并且在運動的環境中對整體模糊度進行相關的研究。在整體未知數解穩固之后，還可以對各個歷元進行相關的處理，并且維持在四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，就可以讓流動站進行厘米級別的定位。RTK測量體系通常由三個部分構成，分別是：GPS接收設備、數據傳播設備、軟件體系。數據傳播系統是由基準站的發射電臺和移動站的接收電臺融合而成的，它是對實際測量信息進行及時反應的有利武器。軟件體系能夠有效的推算出以移動站中三維坐標的相關信息。

1.2 RTK技術在測量環境中的獨特優勢

隨著科學技術的不斷發展，RTK測量技術也是在科學技術的環境中應運而生的，不但具有GPS測量的特征，還具有其獨特優勢，就是觀測時間短暫，能夠對坐標的相關內容進行實際的解算。主要包含以下幾方面的內容：首先，測量過程公開化，能夠進行動態的觀測。從而及時的反映出坐標的定位情況，從而有效的完成三維實時動態放樣、快速成圖的工作。再者觀測時間短暫。如果觀測情況良好，可以在3到5秒之內獲得準確度比較高的三維坐標信息；還有整天作業。只要在測點能夠收獲四顆星GPS衛星信號，就可以在任意的時間內持續進行工作；再者就是操作比較方便，自動化水平比較高，有效的減少了工作的數量，RTK測量達到了智能化的水平，觀測人員要對天線進行對中整平，測量天線高，通過電源的開啟就可以進行自動化的觀察；最后側站點之間不需要進行通視，可以順應多種地形。各個站之間是獨立的觀測值，誤差的情況不會持續傳遞。

2、RTK技術在城市測量中的實際效用

2.1 把控測量

為了進一步提升城市建成區和規劃區的測繪水準，城市控制網的主要特征有控范圍大、精準度高、使用較普遍等，城市的優質一級、二級、三級導線點很多都是在地面以上，隨著經濟的迅速發展，這些控制點也受到了損害，從而阻礙了工程測量的發展，怎樣有效的抱我控制點，是提升工作進度的關鍵所在。普通的控制測量像是導線測量，需要點與點之間進行通視，耗費時間和精力，并且精準度不強。GPS靜態測量，點間不需要利用通視，就可以獲得較高的精準度，但是要在事后進行資料的處理，不能及時掌握定位信息，像是內業出現精度問題要即刻返工。使用RTK技術在精準度上和工作效率中都具有不可比擬的優勢。

2.2 地區地籍測量

過去的方式要構建大量的導線來測量相關的平高點，內業還要進行空三加密。使用RTK技術測量，只用在測量范圍或是相近部位的高等級控制點中構架基準站，如果測試區或測試區周圍沒有高等級控制點，就要先進行加密處理，流動站能夠對各像控制點中的平面坐標和高程進行測量，對不容易構建的像控點，使用手薄中的交會法等方式來測量像控點的精準度。和過去的工作模式進行比較，它不需要逐步去建設控制點；和靜態的GPS進行比較，減少了工作的時間，也提升了工作的質量，使得工作效率事半功倍，具體的操作過程如下：

1) 在初步嘗試階段，根據所選擇的GPS儀器，首先劃分出該城區移動站中行之有效的工作范圍，對該城區的D級GPS3維控制網點設立選定對象，構建本次地籍測量工作的基本模型，在使用這些控制點中的WGS － 84 坐標和1954 年北京坐標結果來推算出PTK測量的坐標轉換參數。

2) 選用基準框架網中的一個RTK測量基準網點，構建RTK基準站，移動站在基準站的作用中，進行針對性的測量該城市相關的控制點，并且把這些測量結果和已經掌握的信息進行對比。

3) 通過對比資料可以發現，RTK測量結果和相關測量技術所取得的測量結果也存在差距，并都保持在厘米程度，所以RTK測量結果的點位精度能夠達到厘米程度，并且各個點位中不包含誤差的持續累積，解決了過去測量技術中的不足，有效的實現了城鎮地籍測量對權屬界址點的精讀目標。

4) 在檢測試驗獲得成果的時候，其基礎是RTK基準框架，還要構建RTK基準站，運用RTK接收機對其進行碎部測量。因為所運用的RTK體系的發射電臺能夠運用可充電蓄電池，不用來回交換電池，使用比較便捷；移動站在進行第一次測量的時候，需要在一個已知的點進行矯正，從而判斷RTK能否有序運行，而且基準站的資料坐標是否準確；而且，把RTK收集的相關資料通過處理后直接引入計算機，能夠及時準確的獲得界址點的相關資料，有效的繪制出宗地圖、地籍圖，并推算出其中的地宗面積。

2.3 線路中線定線

RTK測量技術主要體現在市政道路中線的構建和電力線中線放樣的過程中，放樣工作通常一個人都可以進行。把線路參數，例如線路起終點坐標曲線轉角半徑等資料導入到RTK的外業控制器(，也就是作業手簿中，就能夠實現放樣。放樣的方式比較多變，也就是能夠根據樁號進行，也可以根據坐標信息進行，并且能夠進行交換。放樣時屏幕中會出現一個箭頭，來表示其偏移量和偏移的位置，能夠進行相關的調整，從而有效的減少其中的誤差值。

2.4 建筑物中的規定放線

建筑物中的規定放線，放線點不但要符合城市規劃的相關要求，還要符合建筑物自身的幾何準則，放樣的準確度要高。運用RTK技術對建筑物進行放樣時，需要對建筑物自身的幾何關系進行觀察，尤其是短邊，其中的相對關系不容易實現。在進行放樣的時候，還要對測量點位的精準度進行把控，如果點位收斂精讀不準確，強行進行測量就會造成重大的點位誤差問題。在點位精讀收斂把控好的情況下，運用RTK進行規劃放線可以實現相關要求。

2.5 實用地測量

在對建設用地進行勘測定界的時候，RTK及時能夠及時的反映出定界址點的坐標資料，確定土地使用的范圍，并且推算出其用地面積，在對土地進行分類和權屬查詢的時候，使用RTK技術可以對權屬界線進行準確的劃分，并且進行土地分類修測量，加強其中的測量速度和精準度。

2.6 有關方面測量

RTK技術能夠對其中的地形測量、水域測量、管線測量和房產測量等內容進行測量。運用RTK技術進行測圖，可以不使用布設圖根進行把控，根據有關的基準點，就能夠準確的對測定地形地物點坐標進行反映，加入使用相關的測圖軟件，再運用電子手薄記載，就能夠完成數字化測圖。在進行水下地形測量的時候，通過自動導航，通過相關的程序進行自動采點，但是要把天線高量到水面以上，加水深改正后，就能判斷出水下地形中的三維坐標信息，通過專業的繪圖軟件來制作成圖。

3、RTK技術在城市測量中存在的不足及解決的措施

3.1 存在的不足

1) 因受衛星情況的制約。衛星信號因為受到建筑物或其他物體的阻礙，使得工作時間受到制約。2)因受自然天氣環境的影響。白天中午，其中的受電離層干擾比較嚴重，所使用的衛星數量也比較少，造成初始化時間較長不能進行初始化，使用RTK進行測量時就能排除這個時間段。3) 信息傳播受到阻礙和限制工作半徑比標稱距離小。信息鏈因為受到城市中和建筑物比較相近的障礙物進行阻擋，使得信息在傳播的時候受到阻礙，從而影響了工作精度和半徑。所以基準站的位置要設定在側區中央的最高點，從而增加覆蓋范圍。4) 初始化能力和所耗費的時間。在高樓中，GPS衛星容易受到阻礙，從而出現失鎖、初始化遺失等問題。要選擇初始化能力強時間比較少的機型進行改進。5) 精準度和穩固性問題。因為制約RTK的因素多種多樣，使得其測量精準度和穩固性也受到了挑戰，要選擇精準度和穩固性比較好的機型，并且建立多個控制點來進行質量把握。

3.2 質量結果把握

阻礙測量成果水準的因素多種多樣，在測量的時候要進行質量把控。主要步驟：首先，選擇精讀和穩定性比較強的機型，減少因為設備問題而阻礙其質量的提升。再者，運用已知點進行比較。在布測控制網中使用靜態GPS或全站儀器檢測出多余控制點，并和RTK測量的結果進行對照，從而及時的處理其中的問題。但是容易受到數量的制約。最后就是注重比較方式。每次初始化的時候，對于一兩個已經測試過的RTK點或精準度點進行主要測量，在保證其穩固之后在使用RTK進行測量。如果沒有控制點就能使用這個方法。

結語：

通過上面的分析，發現RTK在城市規劃實際測量的時候有許多優勢，從而有效的減輕了作業的難度性，加強了工作質量，減少設計時間的要求，像是勘測設計中“內外業一體化”的標準、DTM 3 維數據的快速采集、GIS 前端數據廣泛收集等內容都需要加強，而且還要解決傳統測量模式中的問題。但是其中碎部測量使用還受到了一定的限制，在測量的時候，其中的問題是基準站的選擇問題，要選在比較集中、位置空曠的最高點中，并且附近沒有磁場、高壓線和很多的水域等，這樣才能保持信號的順利傳播。

[1]毛家峰,王洪力.南方靈銳S82 RTK在城市規劃測量中的應用[J].黑龍江科技信息,2011,(31):70-70

[2]申吉春.城市規劃測量中平面控制測量精度分析[J].中國房地產業,2013,(4):220-220

[3]劉建忠,王晶,佟曉輝等.城市規劃測量中GPS-RTK在平面控制測量精度中的應用[J].中國科技博覽,2011,(31):289-289

牛定林，男，本科學歷，測量工程師。工作單位:云南省一九八煤田地質勘探隊。