RTK技術(shù)在國土測繪中的運用

肖滿紅

【摘要】國土測繪是一項重要的工作，國土測繪的工作主要是地籍測量控制、水準測量等工作，國土測繪中需準確的規(guī)劃邊界、地理位置等信息。國土測繪中采用了GPS技術(shù)、RS技術(shù)以及GIS技術(shù)，現(xiàn)階段國土測繪的過程中在GPS技術(shù)上運用了RTK技術(shù)，把RTK-GPS技術(shù)合理的運用到國土測繪上。RTK技術(shù)是指實時動態(tài)差分法，其精度為厘米級，RTK技術(shù)屬于新型的GPS技術(shù)，其在國土測繪中所有的測量信息都要經(jīng)過解算以后才能獲得，因此本文主要探討RTK技術(shù)在國土測繪中的相關(guān)應用。

【關(guān)鍵詞】RTK技術(shù);GPS技術(shù);國土測繪

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，國土測繪對測繪技術(shù)提出了新的要求，目前，國土測繪中運用了RTK技術(shù)，RTK技術(shù)是從GPS技術(shù)上發(fā)展來的，RTK技術(shù)中總結(jié)了GPS技術(shù)的操作經(jīng)驗，突破GPS技術(shù)的限制，提高國土測繪的效率和精確度。RTK技術(shù)能夠全天候的參與國土測繪工作，不僅能夠滿足國土測繪的基本需求，還能推進國土測繪的發(fā)展，為國土測繪提供所需的數(shù)據(jù)信息。近幾年，RTK技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，根據(jù)國土測繪的要求落實測繪工作，完善國土測繪的過程。

1、RTK技術(shù)在國土測繪中的應用原理

RTK技術(shù)以GPS技術(shù)為基礎，運用衛(wèi)星定位的方法完成國土測繪。RTK技術(shù)是建立在載波相位差值基礎上的實時動態(tài)定位，在國土測繪中準確的完成坐標定位，而且確保國土測繪中的信息可以達到厘米的級別[1]。RTK在國土測繪中工作時，需要使用至少兩臺的GPS接收機，一臺放置到基準站，另外的放置到移動站，也就是流動的GPS接收機，所有的GPS接收機都要跟蹤多顆衛(wèi)星，從基準點觀測國土測繪范圍中能夠見到的衛(wèi)星，測繪過程中電臺會把基站中GPS接收機接收到的衛(wèi)星信號傳送到移動站，由移動站GPS接收機接收信號，并且把信號匯總后傳輸?shù)郊夹g(shù)人員的電子手簿中，獲取觀測值，最后就是實時差分和平差處理的計算方法，實時獲取國土測繪項目的坐標數(shù)據(jù)。

2、分析國土測繪中RTK技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成

RTK技術(shù)在國土測繪中的系統(tǒng)構(gòu)成分為基準站、流動站和數(shù)據(jù)鏈這3個部分，結(jié)合國土測繪，分析RTK技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成，如下：

2.1基準站

RTK技術(shù)中的基準站屬于國土測繪過程中的已知點，GPS接收機會在基架的作用下完成精準定位[2]，GPS接收機在國土測繪項目范圍中，從基站不斷的、實時的獲取數(shù)據(jù)信息，在這個數(shù)據(jù)接收過程中，GPS接收機采用了GSM電話線或者是無線數(shù)據(jù)鏈路的傳輸方法，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院图皶r性。

2.2流動站

RTK技術(shù)中，流動站位置布置的GPS接收機，其接收器安裝在測量桿的頂端，要求接收天線比測點位置高，這樣才能接收到傳送回的數(shù)據(jù)信息，流動站的信息要傳輸?shù)诫娮邮直。僮魅藛T利用電子手簿就能完成RTK技術(shù)中各項設備的操作，設定好RTK系統(tǒng)的數(shù)值，比如衛(wèi)星數(shù)、設置參數(shù)等，而且RTK系統(tǒng)中使用的內(nèi)置軟件，能夠提供設置、保存等功能，利用內(nèi)置軟件完成RTK技術(shù)設置，調(diào)整到符合國土測繪的標準。

2.3數(shù)據(jù)鏈

RTK技術(shù)中的數(shù)據(jù)鏈是綜合設備的匯總，包括移動通信設備、無線電通信、天線、電纜、調(diào)制解調(diào)器等，數(shù)據(jù)鏈中的設備，要保障超高頻的無線電信號能夠應用在10km的范圍中，為RTK提供有效的數(shù)據(jù)鏈服務[3]。RTK技術(shù)中數(shù)據(jù)鏈越成熟，越能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃?，如果是無線信號容易受阻的區(qū)域，操作人員能夠借助互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境完成數(shù)據(jù)傳輸，具體的流程如下圖1。

3、RTK技術(shù)在國土測繪中的優(yōu)勢分析

國土測繪中RTK技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，本文主要分析RTK技術(shù)使用過程中表現(xiàn)出來的優(yōu)勢，具體如下：

3.1定位精度高

RTK技術(shù)在國土測繪中可以從不同的測點分別采集數(shù)據(jù)信息，不同測點提供的數(shù)據(jù)具備更高的準確度，排除了累積誤差因素的干預[4]，傳統(tǒng)測繪技術(shù)在國土測繪中容易出現(xiàn)累積誤差，累積誤差會誘發(fā)更大的精度問題，后期要采用平差消除的方式保證精度，而RTK技術(shù)可以避免累積誤差，為國土測繪提供精準的定位信息。

3.2作業(yè)條件低

RTK技術(shù)參與國土測繪的過程中，操作人員的手機能夠接收信號完成通訊就可以獲取GPS接收機傳送的信息，RTK技術(shù)中的GPS接收機排除了諸多因素的干擾，比如視野干擾、能見度、氣候等因素，這樣保障RTK技術(shù)可以在復雜的國土測繪項目中完成操作，也就說明了RTK技術(shù)具備作業(yè)條件低的優(yōu)勢，不會受到干擾因素的破壞。

3.3操作方法簡單

RTK技術(shù)具有操作簡單的優(yōu)勢，操作人員在國土測繪項目中直接設置好精度參數(shù)，接下來就能獲取地理坐標等信息，而且保障地理坐標的準確性。RTK技術(shù)操作方法簡單是非常明顯的優(yōu)勢[5]，在國土測繪中需要專業(yè)的操作人員，這樣才能準確的獲取信息，完成國土測繪的過程。

3.4自動化程度高

RTK技術(shù)中的測量系統(tǒng)、設備都有很強的兼容性特征，其能夠在測繪軟件和計算機技術(shù)的幫助下實現(xiàn)自動化。RTK技術(shù)具備自動化，就能減輕測繪過程中的工作負擔，RTK技術(shù)系統(tǒng)中直接把獲取的信息自動導入進制圖軟件內(nèi)，完成國土測繪項目的繪圖、制圖，體現(xiàn)自動化的優(yōu)勢，在此基礎上消除人為誤差的干擾。

3.5實現(xiàn)全天候工作

國土測繪中，RTK技術(shù)實現(xiàn)了全天候工作，RTK工作時的媒介是電磁波，國土測繪區(qū)域中存在電磁波，就能完成全天候測繪[6]。RTK技術(shù)受到周圍環(huán)境的干擾非常小，即使國土測繪區(qū)域中氣候條件稍弱，也能完成全天候測繪，解決了環(huán)境能見度低、氣溫低等因素引起的干擾問題，提高了國土測繪的水平。

3.6提供動態(tài)測量方法

RTK技術(shù)在國土測繪中的優(yōu)勢中，提供了動態(tài)測量的方法。RTK技術(shù)參與國土測繪工作的過程中，利用遙感系統(tǒng)全天候、長期的監(jiān)測國土信息，簡潔的完成地理信息測繪，操作人員直接從后臺的數(shù)據(jù)中就能實時的了解國土信息的變化，及時獲取國土測繪的信息。

4、RTK技術(shù)在國土測繪中的應用流程

本文結(jié)合國土測繪的項目，分析RTK技術(shù)在國土測繪中的應用流程，具體分析如下：

4.1準備工作

國土測繪中的RTK技術(shù)應用之前先要落實準備工作，再安排RTK測繪技術(shù)的應用。首先操作人員要收集國土測繪的相關(guān)資料，明確國土測繪的區(qū)域和目標，收集區(qū)域的平面圖，這樣才能準確選擇基準站的架設位置，測繪過程中為了保障測繪的精度，還要注重控制點坐標數(shù)據(jù)的選取，一般會選擇高等級數(shù)據(jù)[7];然后是操作技術(shù)人員方面的準備工作，要求操作人員閱讀所有相關(guān)的測繪內(nèi)容，了解國土測繪的規(guī)定，做到國土測繪的嚴格性和嚴謹性;最后操作人員到國土測繪的現(xiàn)場進行勘察，全面分析現(xiàn)場的實際情況，由此保障測繪的規(guī)范性，提高國土測繪的精度，注重各項測繪信息的準確性。

4.2架設設備

國土測繪工作中的RTK技術(shù)，首先要合理選擇基準站的地址，以便架設設備，GPS基準站要選在視野開闊的位置，周圍的環(huán)境應該盡量空曠，可以選擇一些地勢偏高的位置，架設環(huán)境中還應該遠離較強電磁波的干擾，以免影響GPS信號接收，也要預防電磁波干擾基準站到移動站之間的通信條件。

然后是建立基準站，外部的設施配件連接到GPS基準站以后，接好天線，使用三腳架固定好基準站[8]，GPS接收機與操作人員的電子手簿連接好，準確設置好主機運行工作時的參數(shù)，調(diào)整好主機的工作模式，最好啟動基準站即可，待基準站進入到工作狀態(tài)以后，禁止移動基準站。

最后建立移動站，操作人員斷開電子手簿，讓電子手簿離開基準站，之后讓電子手簿接入到移動站上，設置好參數(shù)，啟動移動站。

4.3全站儀使用

RTK技術(shù)參與國土測繪技術(shù)的過程中離不開全站儀，要把全站儀與RTK技術(shù)聯(lián)合起來，這樣才能發(fā)揮RTK技術(shù)的優(yōu)勢，為國土測繪提供高效、準確的測繪技術(shù)。本文主要從RTK技術(shù)測繪和RTK技術(shù)聯(lián)合全站儀測繪兩個方面進行分析，具體如下：

4.3.1 ?RTK技術(shù)測繪

RTK技術(shù)在國土測繪中，首先打開電子手簿，按照國土測繪的需求新建工程，設置好參數(shù)，移動站要逐步移動到已知點的坐標位置，電子手簿上的狀態(tài)為固定解，點擊后開始測量，分別測量已知點的高程參數(shù)、經(jīng)緯度等，輸入已知點坐標，設置關(guān)聯(lián)模式，再對另外的已知點實行測量，這時電子手簿上提示坐標數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)無區(qū)別，表示無誤差，說明儀器架設準確，進入外業(yè)測量。待測點位置上設置好GPS移動站，電子手簿上的數(shù)據(jù)顯示是固定解時，得出待測點的坐標信息，并且保存坐標信息，接下來就重復這個動作，依次測完所有待測點的坐標[9]。GPS接收機在測繪的過程中受到信號質(zhì)量的影響會影響最終的測繪結(jié)果，電子手簿上會有單點解、浮點解等信號，如果電子手簿顯示的是固定解，說明GPS接收機連接穩(wěn)定，如果電子手簿上顯示的是單點解、浮點解這類型的信號，說明基準站和移動站連接沒有問題，而接受信號有不穩(wěn)定的情況，也可能是衛(wèi)星信號弱，這時需要等待電子手簿出現(xiàn)固定解后才能進入外業(yè)測繪的工作。

4.3.2 ?RTK聯(lián)合全站儀

RTK聯(lián)合全站儀能夠解決信號不穩(wěn)定、接收信號差的問題，當電子手簿不能利用精確計算得出固定解時，就要使用全站儀，全站儀在信號不良的區(qū)域中具有補全的作用，其可補充RTK測繪中缺失的部分，比如地形地貌坐標信息等，主要是為內(nèi)業(yè)操作提供可用的坐標數(shù)據(jù)。RTK技術(shù)中在國土測繪的區(qū)域中建立低級控制點，接下來就要使用全站儀進行細部的測量，保障國土測繪坐標信息的準確性和全面性。

4.4輸出成果

國土測繪中RTK技術(shù)的成果輸出分為三個部分，分別是：（1）合并數(shù)據(jù)，RTK技術(shù)與全站儀聯(lián)合的操作過程中，兩者導出數(shù)據(jù)有格式上的差異，先處理格式差異再合并數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)合并成TXT格式的文件，數(shù)據(jù)導入到電腦上，經(jīng)過軟件處理以后，文件需按照南方CASS軟件的需要導出為DAT格式[10];（2）內(nèi)業(yè)作圖，包括平面圖和三維圖兩種，RTK國土測繪中的平面圖繪制時，要借助Autodesk CAD2011以及天正建筑，南方CASS軟件中，把外業(yè)測繪獲取的坐標數(shù)據(jù)寫入到CAD軟件提供的圖內(nèi)，通過天正建筑繪制成平面圖，在平面圖中加入文字描述，提供國土測繪的平面圖，三維圖繪制時，主要利用南方XASS9.1中的地形地籍測成圖系統(tǒng)功能，軟件中提供了國土測繪的等高線文件，并且繪制了國土測繪項目的三維模型;（3）數(shù)據(jù)檢驗，RTK技術(shù)在國土測繪中最終的操作為數(shù)據(jù)檢驗，比對測量數(shù)據(jù)和坐標數(shù)據(jù)，重點檢驗控制點位置處的坐標數(shù)據(jù)，還要檢驗高程點數(shù)據(jù)，保障各項圖紙繪制的準確性，保障測繪合格性。

5、RTK技術(shù)在國土測繪中的案例分析

本文以案例分析的方法探討RTK技術(shù)在國土測繪中的應用，以某地區(qū)的地質(zhì)勘察測繪案例為例，表明RTK技術(shù)在國土測繪中的應用價值。

5.1案例背景

該案例為某市國土測繪中的地質(zhì)勘探工作，該地區(qū)地質(zhì)勘探的目的是確定國土邊界線，掌握國土測繪中發(fā)生變化的位置。該案例中采用的RTK技術(shù)，具體的測量內(nèi)容有：（1）國土邊界線基礎控制測量;（2）國土范圍內(nèi)礦區(qū)的地籍信息，完成修測、補測工作;（3）測量國土范圍內(nèi)地形剖面圖。

5.2操作依據(jù)

案例中國土測繪中RTK技術(shù)操作依據(jù)有：《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》、《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范》。

5.3技術(shù)原則

案例中國土測繪中邊界信息有部分控制資源缺失，首級控制中選用GPS控制網(wǎng)，布設E級，根據(jù)邊界測繪的根本要求，從已有資料的前提下實行RTK控制測量，完成修測、補測、斷面測量等工作。該案例中測繪坐標系選擇1980年的坐標系參考，高程系統(tǒng)選擇我1985年的基準系，這樣保障測繪中信息的統(tǒng)一性。

5.4地形測量

分析RTK技術(shù)在該案例中的應用，如：（1）測量項目中確定出具體的權(quán)限范圍，從紅線標注的權(quán)限向外繼續(xù)延伸200m，繼續(xù)作為測繪的目標范圍;（2）選擇地形圖的測量比例，按照1：5000的比例進行測量，案例測區(qū)中包含諸多起伏比較大的地形，設置等高距是5.0m，高程標注直接到分米;（3）操作人員運用全站儀和掌上電腦實現(xiàn)數(shù)字化制圖，輸出制圖中數(shù)據(jù)文件的格式規(guī)定是dwg;（4）測圖之前，由操作人員校對輸入的已知參數(shù)，設置站點時也要檢校周圍的控制點，保障所有數(shù)據(jù)沒有錯誤以后才能進入到測圖的工作中;（5）全站儀在該案例中實施測繪的最大距離是300m，轉(zhuǎn)站的過程中合理使用正鏡、倒鏡，落實往返觀測的工作，轉(zhuǎn)站時的次數(shù)不要超出兩次，每個轉(zhuǎn)站位置要設置約3個重合點，較差范圍在-0.2m～+0.2m之間;（6）測繪時要以清除地形特征為準，合理采集地形點密度數(shù)據(jù);（7）準確關(guān)聯(lián)起測量范圍中的綜合信息，使用規(guī)定的符號表達出測繪信息。

5.5控制測量

案例中控制測量是指基本控制測量，布置好E級的GPS控制網(wǎng)，將其作為首級控制，案例使用平面擬合高程，邊界測量時運用三角網(wǎng)的布網(wǎng)方式逐步向前推進，設置好RTK測繪的起算點，GPS接收機啟動后要求觀測的時段不能低于1個小時。GPS網(wǎng)基線方面運用HDS2003軟件實行數(shù)據(jù)處理，誤差范圍控制到-0.77～+0.77cm范圍內(nèi)。

5.6鉆孔定測

RTK技術(shù)在鉆孔定測的過程中，總共設置了5個鉆孔點位，封孔標志中心當作平面位置的參考標準，水泥面是高度的參考標準，測繪區(qū)域中GPS接收機對應的接收衛(wèi)星不能少于6個，每觀測兩次以后求取平均值，數(shù)據(jù)采集完成之后要保存到設備中，方便調(diào)取使用。

5.7精度檢測

案例中地質(zhì)測繪的工作中要檢測好精度，保障地勘填圖以及探測的精確性。案例中測量坐標時組織了多次測量工作，確保坐標數(shù)據(jù)的準確性，在此基礎上分析坐標數(shù)據(jù)的應用，落實好檢測操作的工作，這樣才能降低誤差影響。

結(jié)語：

我國國土測繪中對測繪技術(shù)的要求比較高，RTK技術(shù)在國土測繪中有著一定的優(yōu)勢，本文總結(jié)了RTK技術(shù)在國土測繪中的應用優(yōu)勢和應用流程，同時以案例分析的方式表明RTK技術(shù)在國土測繪中的重要性。RTK技術(shù)使用中充分結(jié)合了全站儀設備，避免國土測繪精度受到影響，更重要的是提高國土測繪的準確度，提高國土測繪的水平。

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