淺談RTK技術在地形測量中的應用

董超+趙迪

摘 要：RTK技術是一種動態實時差分技術，其作用是及時準確地提供量點在指定坐標中的三維坐標，在現實測量中，RTK技術因為可以節省人力、物力，降低測量難度，提高了地形的測量精度等特點已廣泛應用于地形測量、控制測量、工程測量、航空攝影測量等諸多領域。本文介紹了RTK技術的基本使用方法和在圖根控制測量和碎部測量中的應用，提出了RTK作業應注意的問題以期能使 GPS RTK 技術在地形測量中得到更廣闊地應用。

關鍵詞：RTK技術 地形測量 應用

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0047-02

RTK測量技術是一種實時動態測技術，通過載波相位測量與數據傳輸技術相結合來進行實時差分GPS測量的技術，相比于其他常規測量方法，其在控制測量、提高工作效率、高精度定位有著明顯優勢。但在實際操作中，RTK技術的應用存在著一些問題，需要對其實際應用進行具體分析，使技術與實際更好地結合，更好地適合于現在的測量任務。

1 RTK技術在地形測量上的應用

1.1 RTK技術的工作原理

RTK也叫實時動態差分法，作為一種能夠準確及時產生測量結果的新的GPS測量方法，其有著很廣泛的應用。過去使用的測量方法有靜態、快速靜態、動態測量等這幾種，這些方法不僅測量時較復雜，而且都需要測量完成之后進行解算才能達到厘米級的精度，而RTK能夠在野外實時得到高精度的數據。在實際測量中，RTK技術使相位測量與數據傳輸技術相結合，根據載波相位實時進行差分GPS測量。在實際應用過程中，RTK技術中需要的設備很簡單，只有接收機、數據鏈和流動站接收機這3個。在基準站上，設置1臺GPS接收機作為基準站來連續觀測所有可見GPS衛星，同時以無線電傳輸設備為途徑，實時地發送給用戶觀測站，作為移動站觀測的數據。在移動站上，GPS衛星的信號發射信號，GPS接收機進行接收，此時觀測數據也同時通過無線電接收設備傳輸，依據相對定位原理，計算監測基準站與移動站觀測成果的質量，從而實時地判定解算結果的成功與否，有效減少錯誤測量，使觀測時間有效地縮短。在實際測圖過程中RTK技術使用起來十分簡單，一個人攜帶儀器便可完成，需要其在要測量點停留幾分鐘，輸入測量地的特征，接下來相應的數據便會產生，再通過繪圖軟件對數據進行形象的繪圖，一處的地形測量便可完成。

1.2 RTK技術在圖根控制測量中的應用

常規控制測量的使用需要的條件有很高的要求，不僅要求測站之間相互通視，而且存在浪費人力、物力、精度不高的問題，同時測量掌握度不高，不能及時知道測量成果的精度，往往導致測量之后結果不對進行重測，影響了地形測量的進行；在使用GPS靜態、快速靜態定位測量后，解決了測站之需要相互通視的問題，但需要經過事后處理，才能得到測量成果及相應的精度，不易及時發現測量問題從而進行更改。相比較與前兩種方法，用RTK技術進行圖根控制測量是提高測量效率的不二方法，能夠實時清楚測量結果，并保證了很高的定位精度。就1500地形圖而言，圖根點的點位中誤差不允許超過5cm，高程誤差也不能超過5cm。根據實際的測量實驗，使用RTK技術的測量數據明顯在誤差范圍之內，RTK的測量精度完全可以滿足使用要求，也就是說，RTK的測量精度絕對可以進行圖根控制測量。

1.3 RTK技術在碎部測量中的應用

常規的碎部測量要求較高，通常是在控制點上加密測站點，然后在測站點上使用全站儀或其他儀器進行碎部測量。不僅大量人力、物力配合，還存在大量繁瑣的計算，需要花費一定的時間。使用RTK進行碎部測量之后，采集地形點作業較為輕松，在人力上只需要單人完成即可，在物力上只要在基準站上安置一臺GPS接收機，不同于常規流動測量的復雜，流動站只需1人攜帶相關儀器在待測點上停留短暫一兩秒，輸入所在地的特征編碼，再點擊“存儲” 鍵即可將該點三維坐標及其編碼自動存入計算機中，現在的一個人便可完成以前多人完成不了的測量任務，大大節省了人力、物力，同時保證了測量的精準度。

2 RTK在地質地形測量的優點不足及解決辦法

2.1 RTK在地質地形測量的優點

RTK技術大大節省了人力、物力。測完一個測區只需設一次站即可，更加方便快捷、更加適合測量任務，只需一個測量員攜帶儀器，就可以獨立完成以前幾個人的測量任務。同時所測量數據滿足精度要求。通過大量實驗證明，在滿足RTK基本工作條件的情況下，測量人員通過RTK技術實時能把厘米級精度的測量數據顯示出來；RTK技術的使用條件簡單，使測量條件要求大大降低，因此，全天候作業成為可能。由于RTK測量受天氣的影響較小，對測量時間地點的要求也不高，外界環境中的天氣狀況對其影響可以忽略，因此，RTK技術實現全天候作業，對加快測量進度起到很大作用。

2.2 RTK在地質地形測量的不足

RTK實際測量易受衛星和高層大氣的影響。在白天正午，電離層對RTK的測量信號干擾較強，如果此時共用衛星數量比較少，初始化往往需要等待較長時間才可以完成，此時往往得不到準確的數據，數據數量和精度大大受損，而且數據傳輸可能會受干擾。數據鏈電臺在發射載波信號時，繞射能力成為其短板，實際應用中很容易發生在基準站和流動站間傳輸中經常發生障礙甚至中斷的現象，同時各種電磁波的存在也是阻礙數據傳輸的重要原因，常因為信號減弱導致不能保證測量數據的準確性；同時初始化的能力和所需時間較長問題也同樣困擾測量工作人員。實際使用RTK技術進行測量中可能會需要重新初始化的問題，由于受衛星信號受影響等因素，初始化往往需要較長時間完成更新，是對時間的浪費，影響了測量進度。

2.3 針對RTK在地質地形測量不足的解決辦法

針對受衛星和天氣影響的問題，解決辦法為測量之前要對時間進行合理安排，避開受干擾大的天氣，若不可避免，則需要提前做好設備和人員上的準備，采用全站儀配合完成測量。針對數據傳輸受干擾的問題；在測量時難免遇到山體、高大建筑和各種高頻信號源，RTK技術數據連接傳輸不可避免地會受到干擾，因此，在測量時，為保證盡量減小影響，通常在測量的中部位置設置基準站，同時保證接受條件良好，以此來使RTK移動站及時準確地接收信號和測量數據。針對初始化所需時間較長的問題，了解到采用RTK作業時有時需要重新初始化，如何減少接收不到衛星信號和更好地縮短初始化時間，是RTK技術中亟待解決的重要問題，在實際測量時，雙頻信號初始化能力較強的儀器設備成為各測量的優先選擇項。為解決高程擬合問題，在條件允許情況下，控制點數量越多這種問題的影響就會越小，根據實驗測量，一般選擇7個以上控制測量點。

3 結語

現代社會的發展促進了測量領域的進步，同時對測量效率和精度也提出了更高的要求。而常規的測量方法不能很好地滿足這一需求，RTK技術的出現，解決了這一問題，不僅滿足了測量效率和測量精度的要求，同時也節省了大量人力、物力和時間。然而，在實際應用過程中，也存在著一定的問題，同時隨著科學技術不斷的發展，地形測量可能會面臨更多新的問題。通過研究RTK技術的相應理論，同時在其實際使用中發現問題并逐步提出解決辦法來滿足未來地形測量的更高要求。

參考文獻

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