RTK結(jié)合全站儀在規(guī)劃測量中的應(yīng)用

桂文慶

摘要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，測量工作對項目工程的建設(shè)發(fā)揮的作用越來越大。而工程測量中非常重要的一部分就是規(guī)劃測量，對城市建設(shè)的發(fā)展提供很大的作用，是對城市建設(shè)整體規(guī)劃正確實施的重要保障。本文將會對RTK結(jié)合全站儀的組成以及基本的運(yùn)作原理為基礎(chǔ)，在規(guī)劃測量中的應(yīng)用做出進(jìn)一步的探討，找出其中存在的問題，保證在實際應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。

關(guān)鍵詞：RTK；全站儀；規(guī)劃測量

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，一些傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)不能滿足工程建設(shè)的需要。伴隨著全新的測量技術(shù)以及測量設(shè)備的出現(xiàn)，運(yùn)用傳統(tǒng)的測量方法和測量設(shè)備進(jìn)行測量的越來越少。在全新的測量技術(shù)中，RTK結(jié)合全站儀的測繪技術(shù)就是其中一員，并且無論是測量的效率還是測量質(zhì)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的測量技術(shù)。把RTK與全站儀結(jié)合起來，實現(xiàn)優(yōu)劣互補(bǔ)，更好的開展測量工作。全站儀的測量工作是非常復(fù)雜的，需要有完善的圖根控制網(wǎng)，然后還需要用大量的人力、物力以及財力進(jìn)行測量。如果把RTK聯(lián)合全站儀一起進(jìn)行測量工作的開展，就可以減少人力、物力、財力的運(yùn)用。只需要通過RTK對空曠地形、地物進(jìn)行測試，然后RTK把村莊或者是城市的建筑物的圖根點(diǎn)的三維坐標(biāo)表示出來，再用全站儀進(jìn)行測量，從根本上解決了問題，把復(fù)雜變?yōu)楹唵危岣邷y量效率。

一、GPS（RTK）系統(tǒng)的構(gòu)成以及原理

大量的流動站、基準(zhǔn)站、便攜的電源和相關(guān)的手持設(shè)備、接收信號的無線通信等構(gòu)成了GPS（RTK）系統(tǒng)。而基準(zhǔn)站主要由接收機(jī)（一般是全球定位系統(tǒng)）、用于接受信號的天線以及發(fā)射信號的無線設(shè)備、對數(shù)字的傳輸?shù)目刂破鞯葮?gòu)成。“流動站與基準(zhǔn)站的構(gòu)成大致相似，只不過是無線設(shè)備的作用不同，流動站是起到傳輸?shù)淖饔谩Ｔ敿?xì)的流動式的GPS（RTK）組成部分見圖一：

全球定位系統(tǒng)包含的內(nèi)容非常多，例如，對地面進(jìn)行定位的定位設(shè)備、對天空做出導(dǎo)航的信號設(shè)備、衛(wèi)星的相關(guān)控制系統(tǒng)、接收衛(wèi)星信號的接收機(jī)、用于地面測量的地面測控站和網(wǎng)控系統(tǒng)等。確認(rèn)一個目標(biāo)的三維坐標(biāo)的時候，要通過平差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換差分的計算過程來確定。

主要流程如下：在基準(zhǔn)站收到相關(guān)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)以后，把與基準(zhǔn)站有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，然后由無線通信設(shè)備進(jìn)行傳輸，再由流動站收取基準(zhǔn)站傳來的數(shù)據(jù)，然后再通過流動站把數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸?shù)娇刂破鳎刂破骺梢詫κ盏降臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行差分計算，就可以得到實時的目標(biāo)的三維坐標(biāo)，接下來用圖2對其流程進(jìn)行具體的表示：

二、RTK精度分析

在進(jìn)行城市規(guī)范測量的時候，要在地方平面坐標(biāo)系統(tǒng)的監(jiān)控下進(jìn)行作業(yè)，要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。RTK的精度體系是在用普通測量方法進(jìn)行測量以后，對其進(jìn)行總結(jié)與分析以后得出。RTK精度體系要求在實際操作中具有可行性以外，還是為工程項目的測量提供的保障，并且對接下來的規(guī)劃測量打好基礎(chǔ)與連接。在對RTK的精準(zhǔn)度進(jìn)行檢查的時候，要查看其是否在規(guī)劃測量的標(biāo)準(zhǔn)下。而檢查的方法通常是檢查RTK精準(zhǔn)度的一根GPS導(dǎo)線，然后把測量結(jié)果與導(dǎo)線成果作對比。表1是對GPS導(dǎo)線檢查的測量結(jié)果。檢查條件是在GPS導(dǎo)線沿線接受信號數(shù)據(jù)的能力比較強(qiáng)，幾乎不存在對信號數(shù)據(jù)造成干擾或反射的大型的GPS信號反射物體，基準(zhǔn)站的建立也是周邊環(huán)境滿足基準(zhǔn)站的建立的條件，并且在測量區(qū)域的中心的已知點(diǎn)。對五個高級的控制點(diǎn)的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行差分得到的兩個坐標(biāo)系相互轉(zhuǎn)換參數(shù)，測量的時間超過一分鐘，分別在不同的時間段采取兩次觀測數(shù)據(jù)求取平均值，檢測結(jié)果如表1：

在表1中，把RTK的成果與GPS導(dǎo)線檢測的成果作對比。通過表1可以看出，平面最大較差△x max=33mm，△Ymax=45mm，點(diǎn)位最大偏差△Pmax=5mm，高程最大較差△Hmax=64mm。通過差分計算以后得到的平均較差為△X=12.7mm，△Y=16.1mm，△P=21.8mm，△H=24.7mm。把GPS導(dǎo)線的檢測結(jié)果為真值，計算單位權(quán)中存在的誤差，點(diǎn)位平面位置中誤差M=±173mm，高程中誤差M=±212mm。根據(jù)我國城市測量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用隨意的兩條導(dǎo)線點(diǎn)對同一個地點(diǎn)進(jìn)行測量，但是側(cè)量誤差要在正負(fù)15cm內(nèi)，兩次導(dǎo)線測量存在的誤差以及測量細(xì)部點(diǎn)存在的誤差都在15cm以內(nèi)。結(jié)合RTK精度測量的結(jié)果得出，RTK的精度測量符合城市測量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在作規(guī)劃測量的時候可以采用RTK技術(shù)。

三、RTK結(jié)合全站儀規(guī)劃測量的實例分析

（一）測區(qū)概況

對某城市某鎮(zhèn)的地形進(jìn)行測繪的實例加以分析。由于測量范圍是非常不規(guī)則的，測量面積大約為5.4平方公里。測量范圍的主要目標(biāo)是以居住為主的村莊、開發(fā)區(qū)。對于城鎮(zhèn)測量最大的難題就是城鎮(zhèn)的道路。由于城鎮(zhèn)道路復(fù)雜交錯，并且建筑物非常密集、導(dǎo)致道路非常狹窄，再加上來回行駛的車輛，更是為測量加大了難度。某城市某島是亞熱帶海洋氣候，同樣濕度也非常高，持續(xù)降雨的時候少，非常適合測量。在測量的時候，把測量區(qū)域分為四個已知的三等GPS控制點(diǎn)為起算點(diǎn)。

（二）RTK點(diǎn)的選擇

由于測量區(qū)域不是很大，根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，在選擇GPS點(diǎn)的時候要符合全球定位系統(tǒng)的測量規(guī)范，所以，在進(jìn)行設(shè)置控制網(wǎng)的時候，要選擇E級的GPS控制網(wǎng)分為四個控制點(diǎn)來用作首級控制，用邊連接的方式進(jìn)行連接。把四個控制點(diǎn)要設(shè)置在測量區(qū)域邊主干道上。

（三）GPS的外業(yè)觀測

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)用三臺徠卡接收器對測量區(qū)域?qū)崟r觀測，并且相互之間要做好及時的溝通，做好記錄。

（四）GPS基線向量的結(jié)算

由徠卡企業(yè)的隨機(jī)軟件對GPS基線向量進(jìn)行計算。一天測量的數(shù)據(jù)的計算最好在晚上之前就做好，然后存入計算機(jī)中做好存檔。對測量前后的天線高進(jìn)行檢查，查看有沒有變化。然后通過平均值對復(fù)測基線做出檢查，這種方法可以對成果是否過關(guān)進(jìn)行快速的檢查，使每條基線都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

（五）GPS平差計算以及檢核

在進(jìn)行平差計算的時候，要利用極限結(jié)算的方法進(jìn)行計算，在運(yùn)用已知的平面坐標(biāo)與高程對控制網(wǎng)的起始數(shù)據(jù)為三維約束平差做出計算。

（六）碎部測量

在測量區(qū)域存在一大片果園、樹林以及溫室大棚等，這些物體的遮擋就會影響RTK結(jié)合全站儀測量。由于時間比較緊迫，運(yùn)用簡單的常規(guī)全站儀進(jìn)行測量不可能完成任務(wù)，而RTK碎部點(diǎn)采集的工作效率可以保證，不過環(huán)境要求也非常高。對于這種存在遮擋現(xiàn)象的區(qū)域測量，可以采用RTK結(jié)合全站儀技術(shù)完成測量任務(wù)，二者可以優(yōu)劣互補(bǔ)，保證工作任務(wù)按時完成。運(yùn)用RTK對河流、道路等目標(biāo)進(jìn)行測量，然后對難以測量的目標(biāo)轉(zhuǎn)為圖根點(diǎn)后用全站儀完成測量。

結(jié)束語：RTK結(jié)合全站儀在規(guī)劃測量中發(fā)揮的作用非常大，可以有效的收集數(shù)據(jù)，減少了全站儀因測量區(qū)域的地形原因、植被覆蓋率大而測量數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)以及RTK容易受到外部環(huán)境的干擾的情況出現(xiàn)，RTK與全站儀的結(jié)合可以優(yōu)劣互補(bǔ)，實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的規(guī)劃測量。