探討RTK技術在土地開發整理工程控制測量中的應用

【摘要】：通過對RTK技術的原理結合RTK在土地開發整理中點位定測、工程點放樣及地形測繪工作，本文指出了RTK技術在土地開發整理測量中的優勢以及其在實際應用中應注意的一些問題。

【關鍵詞】：RTK；地形測量；土地開發整理點

前言

在土地開發整理中，測繪技術也具有基礎性的作用。對于土地開發整理的項目管理，測繪技術的應用也可以在一定程度上緩解其壓力。土地開發整理測繪工作貫穿于土地開發整理的全過程，但又不同于平常所指的地形、地籍、工程測量等專業測繪，比這些測繪工作更細致、更具體、更特色，同時更講究方法。實時動態（real time kinematic――RTK）測量系統，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合，而構成的組合系統。是GPS測量技術發展中的一個新的突破。

一、 土地開發整理及RTK技術基本原理

土地開發整理是以增加有效耕地面積并提高耕地質量為中心，通過對未利用土地、廢棄地、中低產田、閑置地等實行田、水、路、林、村及鄉鎮企業的綜合整治開發，改善農業生產條件、居住環境和生態環境。RTK技術是通過一臺基準站和至少兩臺同時工作的移動站組成的測量系統，基準站和移動站之間使用無線數據鏈進行連接。移動站以基準站的已知數據獲得改正參數，基準站和移動站同時接收衛星信號得到測量數據，基準站同時又把測量修正參數通過無線數據鏈傳送給移動站，使移動站測量數據得到改正而獲得所需要的測量成果，這樣移動站就可以實時、方便、快捷的進行各種測量工作。RTK數據處理實際上是基準站和流動站之間的單基線處理過程。根據基準站與流動站的工作原理，作業人員攜帶流動站系統在測區可快速準確地進行定位測量、放樣和地形測量等工作。

二、 RTK技術的優點

與常規測量儀器相比主要有以下優點：

（1）作業效率高。這是RTK技術的最大優點，在一般地形，將RTK設在較高的開闊位置，一次可施測半徑約為4km的范圍，大大減少了常規測量儀器的搬站次數和對控制點數量的要求。在一般的電磁波環境中幾秒鐘即可測得一點坐標。

（2）作業條件要求低，自動化程度高。RTK技術不要求兩點間通視，只要求有電磁波信號，所以它受通視條件、能見度、氣候、季節等因素的影響和限制較小，作業自動化程度高。實時動態測量（RTK）一般至少要接收5顆衛星才能進行，為得到厘米級的測量精度，測量前必須進行初始化，雙頻RTK大大縮短了初始化時間，而且可以在運動中初始化。

（3）自動化、智能化程度高。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坐標或進行坐標放樣。數據輸入、存儲、處理、轉換和輸出能力強，能方便快捷地與計算執、其他測量儀器通據。

（4）成果質量有保證。RTK作業自動化、集成化程度高，測量功能強大。RTK可勝任各種測繪內、外業。流動站采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，減少人為誤差，保證了作業精度。RTK測量可以大大提高工作及成果質量。它不受人為因素的影響。整個作業過程全部由測電子技術，計算機技術控制，自動記錄、自動數據處理、自動誤差計算。在中線放樣的同時完成中樁抄平工作。

三、土地開發整理測量的作業流程

1 內業準備

（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 求定測區轉換參數

土地開發整理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。

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。

4 RTK施測步驟

土地開發整理測量時，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個至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。

四 RTK測量誤差和精度分析

RTK測量最終精度首先受控制點的精度影響，其次受RTK測量本身的精度影響，rtk本身測量精度受多種因素影響，RTK測量本身誤差包括同測站有關的誤差和同距離有關的誤差。與測站有關的誤差包括天線相位中心變化、多徑誤差、信號干擾和氣象因素影響等，該部分誤差可通過各種校正方法和有效措施予以削弱。同距離有關的誤差包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差，該部分誤差將隨移動站至基準站的距離增大而加大。故RTK測量時應對作業半徑加以限制。與傳統的經緯儀視距、全站儀光電測距相比，使用RTK技術能顯著地提高地質勘測工程精度。

總結

RTK 實時動態測量技術是繼GPS全球定位技術之后，測量領域又一次技術革命。它改變了傳統的測量模式，能夠實時提供厘米級定位精度，在不通視的條件下遠距離傳輸三維坐標。應用于土地開發整理測量中，RTK能夠快速準確的布設導線網，彌補由于農村土地的不規范開發造成的低等級導線點的毀壞，減輕測繪人員時間壓力。隨著RTK技術的日趨成熟，必將更好地服務于土地開發整理測量。

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