工程測量RTK技術作業流程及注意事項

胡德陛　申成峰

[摘 要]本文以工程測量RTK技術為例；深入分析了RTK技術的主要優勢、作業流程、注意事項及測量成果的質量控制要點，進而提高工程測量效率。

[關鍵詞]工程測量；RTK技術；作業流程；注意事項

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0383-01

前言

RTK定位技術是GPS技術的一個新的里程碑，它大大地提高了測量效率并開拓GPS新應用領域。GPS—RTK從根本上改變了測量工作的傳統作業方式，RTK定位技術以精度高、速度快、費用省，操作簡便等優良特性被廣泛應用于控制測量、工程測量、礦山測量、地形測量、城市規劃測量、土地勘測定界測量等等當中。

1、工程測量RTK技術的主要優勢

1.1 作業效率高：在一般的地形地勢下，高質量的RTK設站測量覆蓋率4--5km半徑的區域，大大減少了傳統測量所要求的控制點數量和測量儀器的“搬站”次數。僅需一人操作，在一般的電磁波環境下幾秒鐘即得一點的坐標和高程。作業速度快，減輕了作業者勞動強度，節省了外業費用，提高了勞動效率。

1.2 定位精度高，數據安全可靠，沒有誤差積累，只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業半徑范圍內（一般為4km），RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級。

1.3 降低了作業條件要求：RTK技術不要求兩點間通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此，和傳統測量相比，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，在傳統測量看來由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視地區，只要滿足RTK的基本工作條件，它也能輕松地進行快速的高精度定位作業。

1.4 RTK作業自動化、集成化程度高，測繪功能強大：RTK可勝任很多種外業測繪。流動站利用內裝式軟件控制系統，無需人工干預便可自動實現多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減少了常規測量儀器人為操作誤差，保證了作業精度。

1.5 操作簡便，容易使用，數據處理能力強：只要在設站時進行簡單的設置，就可以邊走邊獲得測量結果數據或進行坐標放樣。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強，能方便快捷地導入計算機，手簿的使用簡單易學。

2、工程測量RTK技術的作業流程

2.1 內業準備

在實施RTK 外業測量前，應事先收集測區的小比例尺地形圖，必要時進行野外踏勘， 根據城市測量的特點完成內業的準備工作。主要包括以下幾方面的內容：①根據工程項目，設定工程名稱；②若已知坐標轉換參數，則輸人手簿；③若無坐標轉換參數，應整理測區的已知控制點資料，控制點應盡可能均勻分布在測區周圍，使得所測點均在已知點的包圍之內，盡可能避免從一端向另一端無限制的外推。控制點所處的位置和周圍的條件應符合GPS作業的要求；④實施工程放樣時，內業輸人每個放樣點的設計坐標，以便野外實時、準確放樣。

2.2 求定測區轉換參數

城市測量是在地方獨立坐標系上進行的，這就存在WGS -84 坐標和地方獨立坐標系的坐標轉換問題。由于RTK 作業要求實時給出當地坐標，這使得坐標轉換工作非常重要。根據總體規劃和工程需要，求定測區轉換參數可按如下步驟進行：首先在測區以GPS靜態方式布設均勻分布的高等級GPS控制點，獲得各點的WGS -84 坐標和地方坐標系下的坐標，利用同一點的兩種坐標求出轉換參數。

2.3 基準站的選定原則

數據傳輸系統由基準站發射電臺和流動站接收電臺組成，它們是實時動態測量的關鍵設備。穩定可靠的數據鏈是動態初始化的前提。保持高質量的數據傳輸，可以減少整周模糊度的解算時間，大大提高主作效率，所以基準站的安置是順利實施RTK 作業的關鍵之一，基準站安置應滿足下列條件：①基準站可設立在有精確坐標的已知點上，也可設在未知點上；②基準站安置應選擇地勢較高、視空無遮擋、電臺有良好覆蓋域的地方，城市測量首選測區高大建筑物上；③為防止數據鏈的丟失和多路徑效應，基準站周圍應無GPS信號反射物，200m 范圍內無高壓電線、電視臺、無線電發射臺等干擾源；④考慮到南北極附近是衛星的空洞區，電臺的天線應架設在GPS接收機的北方。

2.4 RTK施測步驟

野外作業時，基準站安置在選定的控制點上，打開接收機輸人點號、天線高、WGS-84 的已知坐標；設置完畢檢查接收的GPS衛星數5顆。檢查電臺發射指示燈是否正常，基準站設置完成。流動站選擇與基準站電臺相匹配的電臺頻率，檢查電臺接收指示燈是否正常，檢查接收衛星顆數4顆，流動站可開始測量任務。先聯測1 個～2 個已知控制點，評定測量精度，滿足設計要求后開始測量任務。實時動態RTK 數據處理相對簡單，外業測量采集的實測坐標通過手簿的數據傳輸系統，直接下載到計算機內。經整理、分類、判斷形成文件后直接打印出來。

3、工程測量中RTK技術的注意事項

RTK 技術在城市測量中有廣闊的應用前景，但是由于城市特殊的環境，存在諸多的不利于RTK 作業的因素，諸如強大的無線電網絡、高大的建筑物、繁忙的交通等。

3.1 由于實時動態RTK 的測量與衛星分布以及數據鏈的性能有關，而且各觀測值都是獨立觀測的，所以應在開始觀測前聯測其他已知點進行對比，以確定基準站和流動站各參數設置是否正確，以及數據鏈通訊是否正常。在觀測一段時間或儀器失鎖以及觀測結束前都進行這一檢測，這樣可以有效地判斷儀器是否處于正常狀態，從而確保觀測成果的可靠性；

3.2 為提高觀測成果的精度，流動站宜采用帶支架的對中桿，這樣流動站天線穩定性好、對中整平誤差小，同時在采集數據時應等待數據跳動變化在設計要求實時采集；

3.3 RTK 作業時，有時會出現數據鏈不穩定的現象。可能是由于流動站附近存在與電臺頻率相同的外界無線電，干擾了數據的傳輸。這時應通知基準站測量人員重新選擇電臺發射頻率， 流動站也重新選擇接收頻率；也可能是電臺的電量不足，應及時充電；

3.4 在RTK 測量過程中，有時會出現在某個區域或一個時間段里，解算時間較長甚至無法獲取固定雙差解的情況。這可能是由于周圍存在如反射性強的建筑物、水面、臨時停車等反射物引起多路徑現象，可選擇復位后重新觀測記錄；也可能沒有足夠的衛星可用或衛星分布不利，可選擇適當提高截止高度角或刪星；

3.5 在房屋密集區域，或在林木茂盛的地方，由于天空通視條件的限制，RTK 無法確定其坐標位置，應采用常規測量方法。

4、RTK工程測量成果的質量控制

研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95%，RTK比靜態GPS還多出一些誤差因素如數據鏈傳輸誤差等。因此，和GPS靜態測量相比，RTK測量更容易出錯，必須進行質量控制。

4.1 已知點檢核比較法。即在布測控制網時用靜態GPS或全站儀多測出一些控制點，然后用RTK測出這些控制點的坐標進行比較檢核，發現問題即采取措施改正。

4.2 重測比較法。每次初始化成功后，先重測1—2個已測過的RTK點或高精度控制點，確認無誤后才進行RTK測量。

4.3 電臺變頻實時檢測法。在測區內建立兩個以上基準站，每個基準站采用不同的頻率發送改正數據，流動站用變頻開關選擇性地分別接收每個基準站的改正數據從而得到兩個以上解算結果，比較這些結果就可判斷其質量高低。

5、結束語

綜上所述，隨著RTK 技術的日趨成熟，必將更好地服務于城市測量。極大地方便了測量工作者的日常工作，隨著其技術的不斷進步，必將給測量工程帶來更大的便利，其在測量中的應用領域也將更為廣泛。