淺談RTK技術在1：500比例尺城市地形測圖的應用

王蕊

摘 要：在當今測量工作中，RTK技術以其便捷、方便操作、精度高的特點得到越來越廣泛的應用與推廣。特別是在地形測圖、測量控制、施工放點，放樣、宅基地測量、土壤測量、礦山、林地、水面等領域占有重要作用。

關鍵詞：RTK；地形圖；測量；應用

1 RTK的組成及CORS系統的優勢

1.1 RTK（Real - time kinematic）實時動態差分法。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業作業效率。

1.2 RTK的定義及組成

RTK，是近年來在常規RTK和差分GPS的基礎上建立起來的一種新技術，通常在一個區域內建立多個GPS參考站，對該區域構成網狀覆蓋，并以這些基準站中的一個或多個為基準計算和發播GPS改正信息，從而對該地區內的GPS用戶進行實時改正的定位方式稱為GPSRTK。

1.3 CORS系統以及CORS系統的優勢。

利用多基站RTK技術建立的連續運行衛星定位服務綜合系統（Continuous Operational Reference System，縮寫為CORS）。

CORS系統以全天候、全球覆蓋、高精度、動態、實時定位的特點，在測量領域占據絕對優勢。在地面則建立相應的永久性連續運行的GPS參考站。世界上較發達的國家都建立或正在建立連續運行參考站系統（CORS）。

2 國內CORS系統和我省情況

國內CORS參考站已經超過1000個，廣東、江蘇、山西、等省都建立了省網，預計到2020年我國CORS基站數量可以超過2000個。

LNCORS是我省基礎測繪“十二五”規劃的重點項目，是我省基于地心坐標系統的新一代大地測量基準。該項目于2012年正式啟動，歷時三年建設，2015年12月通過驗收評審開始使用。

3 RTK技術在野外地形測圖的應用

3.1 作業半徑與范圍

在一般的地形地勢下，高質量的RTK設站一次即可測完5km半徑的測區，大大減少了傳統測量所需的控制點數量和測量儀器的“搬站”次數，僅需一人操作，每個放樣點只需要停留1～2秒，就可以完成作業。在公路路線測量中，每小組（3～4人）每天可完成中線測量6～8km，在中線放樣的同時完成中樁抄平工作。若用其進行地形測量，每小組每天可以完成0.8～1.5km2的地形圖測繪，其精度和效率是常規測量所無法比擬的。

3.2 作業精度

由于RTK技術定位精度高，沒有誤差積累，一般作業條件下精度可達到厘米級別。和傳統測量相比，RTK技術作業受限因素少，幾乎可以全天候作業。雖然RTK技術，定位精度高，但也不能達到100%的可靠度RTK確定整周模糊度的

4 RTK技術在1：500地形圖的應用

4.1 準備工作

RTK作業設備配置：中海達V60雙頻GPS接收機2臺，數據通訊模塊（GPRS模塊）、SIM卡2張，獲取CORS中心授權的用戶名、密碼、IP地址、端口設置等參數。以上儀器設備經過質檢部門檢驗檢校，均在有效期內使用。

4.2 對RTK的精度檢驗

首先從測區范圍周邊搜集具備相關坐標系統的已有控制點，共搜集到4個E級GPS控制點（高程均聯測四等水準），然后采用常規RTK技術，使用流動站分別采集其中3個點的WGS-84坐標，然后利用兩套坐標系成果進行點校正。點校正結果較好，平面殘差<2cm，高程殘差<3cm，均滿足規范要求。

根據上表統計結果可以看到：RTK測量結果與其他常規測量技術獲取的測量結果都在厘米級，平面點位較差最大值為3.4cm，最小值為0.1cm；高程較差最大值3.5cm，最小值2cm。因此LNCORS下的RTK完全可以用于本次1：：1000數字化地形圖的圖根控制和碎步點測量。

4.3 圖根控制和碎部點測量

本項目無需作首級控制，采用已建立的遼寧省連續運行衛星定位綜合服務系統（LNCORS），利用與該系統相關的GPS解算軟件，求得測圖區域坐標轉換參數（七參數），然后利用RTK技術、常規RTK和全站儀相配合的方法進行全野外數字化測圖。本次地形測量中直接用RTK技術進行碎步點測量，一些信號弱、不穩定片區采用常規RTK技術施測，極少部分隱蔽地區，加密圖根點配合用全站儀施測。

5 改善RTK在地形測量作業中測量精度的方法

由于在1：500地形圖測量過程中，所需的精度較高，因此在外業數據采集時，要盡量提高測量精度。因此在采集數據過程中要注意以下幾點：

5.1 控制點的選擇

控制點應該設在測區中部，要求地域開闊、無樹木等物體遮擋，遠離高壓線、無線電信號發射塔，避開大面積水域等容易引起RTK不穩定或精度降低的因素。

5.2 轉換參數

由于GPSRTK獲得的是WGS-84坐標，實際工作一般需要國家平面坐標或地方坐標，因此需要進行坐標轉換。一般采用三參數或七參數方法轉換。求轉換參數所利用的控制點數量應該足夠，一般來講，平面控制點至少3個，高程控制點一般4個以上。控制點應以能覆蓋整個測區為原則，最好均勻分布。另外，轉換參數的精度不僅與所選點的位置與數量有關，還與所選點的坐標精度密切相關。因此，在選擇控制點時應該對測區內的已知點進行篩選。

5.3 RTK測量圖根控制點的要求

用RTK作圖根控制測量時，應該使用三腳架，以提高精度。圖根控制點應該選在適合全站儀測量的地方，兩點需要通視。每個控制點最好觀測兩次取其平均值作為結果，兩次觀測值的較差不宜超過3 cm。

5.4 縮小作業半徑

移動站離開基準站的最大距離稱作RTK的作業半徑。RTK的穩定性和精度隨移動站到基準站距離的增大而降低。要得到厘米級的精度，應縮小作業半徑，通常小于5 km。

5.5 觀測時間的要求

觀測時間需在點位幾何圖形強度因子（PDOP）值小的時間段（小于6，可以通過衛星預報信息查看），利用良好的時段進行RTK測量，不僅速度快，而且精度高。