RTK結合全站儀在規劃測量中的應用

桂文慶

摘要：伴隨著科學技術的不斷進步，測量工作對項目工程的建設發揮的作用越來越大。而工程測量中非常重要的一部分就是規劃測量，對城市建設的發展提供很大的作用，是對城市建設整體規劃正確實施的重要保障。本文將會對RTK結合全站儀的組成以及基本的運作原理為基礎，在規劃測量中的應用做出進一步的探討，找出其中存在的問題，保證在實際應用中發揮更大的作用。

關鍵詞：RTK；全站儀；規劃測量

在科學技術快速發展的今天，一些傳統的測量方法已經不能滿足工程建設的需要。伴隨著全新的測量技術以及測量設備的出現，運用傳統的測量方法和測量設備進行測量的越來越少。在全新的測量技術中，RTK結合全站儀的測繪技術就是其中一員，并且無論是測量的效率還是測量質量都遠遠超過傳統的測量技術。把RTK與全站儀結合起來，實現優劣互補，更好的開展測量工作。全站儀的測量工作是非常復雜的，需要有完善的圖根控制網，然后還需要用大量的人力、物力以及財力進行測量。如果把RTK聯合全站儀一起進行測量工作的開展，就可以減少人力、物力、財力的運用。只需要通過RTK對空曠地形、地物進行測試，然后RTK把村莊或者是城市的建筑物的圖根點的三維坐標表示出來，再用全站儀進行測量，從根本上解決了問題，把復雜變為簡單，提高測量效率。

一、GPS（RTK）系統的構成以及原理

大量的流動站、基準站、便攜的電源和相關的手持設備、接收信號的無線通信等構成了GPS（RTK）系統。而基準站主要由接收機（一般是全球定位系統）、用于接受信號的天線以及發射信號的無線設備、對數字的傳輸的控制器等構成。“流動站與基準站的構成大致相似，只不過是無線設備的作用不同，流動站是起到傳輸的作用。詳細的流動式的GPS（RTK）組成部分見圖一：

全球定位系統包含的內容非常多，例如，對地面進行定位的定位設備、對天空做出導航的信號設備、衛星的相關控制系統、接收衛星信號的接收機、用于地面測量的地面測控站和網控系統等。確認一個目標的三維坐標的時候，要通過平差、坐標轉換差分的計算過程來確定。

主要流程如下：在基準站收到相關的衛星數據以后，把與基準站有關的數據結合起來，然后由無線通信設備進行傳輸，再由流動站收取基準站傳來的數據，然后再通過流動站把數據信息進行傳輸到控制器，控制器可以對收到的數據信息進行差分計算，就可以得到實時的目標的三維坐標，接下來用圖2對其流程進行具體的表示：

二、RTK精度分析

在進行城市規范測量的時候，要在地方平面坐標系統的監控下進行作業，要根據相關的標準執行。RTK的精度體系是在用普通測量方法進行測量以后，對其進行總結與分析以后得出。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，并且對接下來的規劃測量打好基礎與連接。在對RTK的精準度進行檢查的時候，要查看其是否在規劃測量的標準下。而檢查的方法通常是檢查RTK精準度的一根GPS導線，然后把測量結果與導線成果作對比。表1是對GPS導線檢查的測量結果。檢查條件是在GPS導線沿線接受信號數據的能力比較強，幾乎不存在對信號數據造成干擾或反射的大型的GPS信號反射物體，基準站的建立也是周邊環境滿足基準站的建立的條件，并且在測量區域的中心的已知點。對五個高級的控制點的信號數據進行差分得到的兩個坐標系相互轉換參數，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據求取平均值，檢測結果如表1：

在表1中，把RTK的成果與GPS導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導線的檢測結果為真值，計算單位權中存在的誤差，點位平面位置中誤差M=±173mm，高程中誤差M=±212mm。根據我國城市測量的相關標準，用隨意的兩條導線點對同一個地點進行測量，但是側量誤差要在正負15cm內，兩次導線測量存在的誤差以及測量細部點存在的誤差都在15cm以內。結合RTK精度測量的結果得出，RTK的精度測量符合城市測量的相關標準，在作規劃測量的時候可以采用RTK技術。

三、RTK結合全站儀規劃測量的實例分析

（一）測區概況

對某城市某鎮的地形進行測繪的實例加以分析。由于測量范圍是非常不規則的，測量面積大約為5.4平方公里。測量范圍的主要目標是以居住為主的村莊、開發區。對于城鎮測量最大的難題就是城鎮的道路。由于城鎮道路復雜交錯，并且建筑物非常密集、導致道路非常狹窄，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，持續降雨的時候少，非常適合測量。在測量的時候，把測量區域分為四個已知的三等GPS控制點為起算點。

（二）RTK點的選擇

由于測量區域不是很大，根據相關的標準，在選擇GPS點的時候要符合全球定位系統的測量規范，所以，在進行設置控制網的時候，要選擇E級的GPS控制網分為四個控制點來用作首級控制，用邊連接的方式進行連接。把四個控制點要設置在測量區域邊主干道上。

（三）GPS的外業觀測

根據相關標準用三臺徠卡接收器對測量區域實時觀測，并且相互之間要做好及時的溝通，做好記錄。

（四）GPS基線向量的結算

由徠卡企業的隨機軟件對GPS基線向量進行計算。一天測量的數據的計算最好在晚上之前就做好，然后存入計算機中做好存檔。對測量前后的天線高進行檢查，查看有沒有變化。然后通過平均值對復測基線做出檢查，這種方法可以對成果是否過關進行快速的檢查，使每條基線都達到標準。

（五）GPS平差計算以及檢核

在進行平差計算的時候，要利用極限結算的方法進行計算，在運用已知的平面坐標與高程對控制網的起始數據為三維約束平差做出計算。

（六）碎部測量

在測量區域存在一大片果園、樹林以及溫室大棚等，這些物體的遮擋就會影響RTK結合全站儀測量。由于時間比較緊迫，運用簡單的常規全站儀進行測量不可能完成任務，而RTK碎部點采集的工作效率可以保證，不過環境要求也非常高。對于這種存在遮擋現象的區域測量，可以采用RTK結合全站儀技術完成測量任務，二者可以優劣互補，保證工作任務按時完成。運用RTK對河流、道路等目標進行測量，然后對難以測量的目標轉為圖根點后用全站儀完成測量。

結束語：RTK結合全站儀在規劃測量中發揮的作用非常大，可以有效的收集數據，減少了全站儀因測量區域的地形原因、植被覆蓋率大而測量數據不精準以及RTK容易受到外部環境的干擾的情況出現，RTK與全站儀的結合可以優劣互補，實現高效率、高質量的規劃測量。