RTK 技術(shù)在城市測(cè)繪工程中的運(yùn)用探析

楊

貴陽(yáng)市測(cè)繪院（550082）

城市建設(shè)期間，破壞了地面測(cè)量控制點(diǎn)，加大了測(cè)繪難度。 隨著工程質(zhì)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的城市測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足測(cè)量精度需求，如何快速、精準(zhǔn)地測(cè)量相關(guān)數(shù)值，將其作為城市測(cè)繪工程實(shí)施的參考依據(jù)， 成為了當(dāng)前的重點(diǎn)研究課題。文章引入RTK 技術(shù)展開研究[1]。

1 RTK 基本原理

RTK 是一種精準(zhǔn)度較高的定位系統(tǒng)，主要由基準(zhǔn)站和工作站兩部分組成，通過(guò)無(wú)線通訊模塊傳輸信息，支持動(dòng)態(tài)定位，其工作原理是利用2 臺(tái)GPS接收機(jī)作為信號(hào)接收裝置，分別用于地理信息觀測(cè)與定位、 確定基準(zhǔn)。 通過(guò)建立數(shù)據(jù)通訊連接實(shí)現(xiàn)GPS 接收機(jī)之間的通訊連接，利用無(wú)線電臺(tái)和調(diào)制調(diào)解器對(duì)信息進(jìn)行處理。 經(jīng)過(guò)向量解算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等一系列處理，獲取高精度測(cè)量信息[2]。 其中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換需要根據(jù)WGS-84 坐標(biāo)及參數(shù)展開處理，得到地區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)。

2 RTK 技術(shù)在城市測(cè)繪工程中的運(yùn)用

2.1 研究區(qū)域概述

文章以北京市通州區(qū)為例，利用RTK 測(cè)量城市建設(shè)工程環(huán)境信息，作為實(shí)驗(yàn)組，選取實(shí)際測(cè)量方法作為對(duì)照組，對(duì)比分析RTK 技術(shù)在通州區(qū)工程測(cè)量中精準(zhǔn)度是否具有一定優(yōu)勢(shì)。

通州區(qū)地理特征：地形較為平坦，房屋建設(shè)面積較大，人口密集；以居民樓建設(shè)區(qū)域?yàn)橹行模闹苻r(nóng)田、河渠縱橫交錯(cuò)，主要河流有北運(yùn)河、溫榆河、運(yùn)潮減河等。 另外，該地區(qū)鐵路和公路建設(shè)速度較快，帶動(dòng)了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.2 城市測(cè)量作業(yè)流程

利用RTK 技術(shù)測(cè)量信息時(shí)，應(yīng)按照以下作業(yè)流程展開測(cè)量工作。

第一步:根據(jù)測(cè)量需求布設(shè)基準(zhǔn)站，開啟接收機(jī)作業(yè)模式，在輸入端輸入測(cè)量點(diǎn)編號(hào)；

第二步: 檢查GPS 衛(wèi)星數(shù)量是否超過(guò)5 顆，如果未達(dá)到此數(shù)量，則調(diào)整測(cè)量方案，返回第一步；反之，執(zhí)行第三步；

第三步:檢測(cè)電臺(tái)接收指示燈運(yùn)行狀態(tài)，如果同時(shí)接收衛(wèi)星數(shù)量在4 顆以上，則正常啟動(dòng)測(cè)量活動(dòng)；反之進(jìn)行檢修，返回第一步；

第四步:根據(jù)測(cè)量需求，設(shè)置控制點(diǎn)，采用聯(lián)測(cè)法，同時(shí)對(duì)多個(gè)點(diǎn)進(jìn)點(diǎn)信息進(jìn)行測(cè)量；

第五步:判斷檢測(cè)數(shù)值是否達(dá)到精度要求，如果達(dá)到要求，則開始測(cè)量作業(yè)；反之，調(diào)整參數(shù)及設(shè)備，返回第一步；

第六步:整理并分析測(cè)量數(shù)據(jù)。

2.3 工作基準(zhǔn)

1）內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備。 收集通州區(qū)的坐標(biāo)參數(shù)信息，并對(duì)其加以整理，其中部分參數(shù)坐標(biāo)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。 根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理的參數(shù)進(jìn)行二次輸入，以提高參數(shù)信息精準(zhǔn)度[3]。

2）區(qū)域參數(shù)轉(zhuǎn)換。 實(shí)時(shí)坐標(biāo)是RTK 技術(shù)應(yīng)用的重要要求之一，為了滿足坐標(biāo)要求，本次測(cè)量對(duì)通州區(qū)坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 將測(cè)量地區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)作為變量，WGS-84 坐標(biāo)作為因變量， 代入轉(zhuǎn)換參數(shù)，根據(jù)三者之間的關(guān)系，計(jì)算得出地區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果。 為了提高計(jì)算精準(zhǔn)度，本次測(cè)量選取10 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，取平均值作為轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3）選定基站。 為了控制測(cè)量成本，本次測(cè)量選取單基站模式搭建信號(hào)傳輸平臺(tái)，分別在信號(hào)發(fā)射端和接收端布設(shè)無(wú)線設(shè)備[4]。 考慮到信號(hào)傳輸容易受到環(huán)境因素干擾，本次測(cè)量選取地勢(shì)較高、障礙物較少的位置布設(shè)基準(zhǔn)站，具體位置在GPS 接收機(jī)的北方，以確保電臺(tái)可以更好地接收信號(hào)。

4）數(shù)據(jù)采集與處理。 利用基準(zhǔn)站和CORS 站構(gòu)建信號(hào)采集流動(dòng)站，在全站儀的輔助下，采集相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，如果超出設(shè)定范圍，則認(rèn)為該數(shù)值不能達(dá)到測(cè)量要求。 而后，對(duì)數(shù)據(jù)精度進(jìn)行分析，如果達(dá)到精度要求，則對(duì)數(shù)據(jù)采取整合處理，繪制通州區(qū)地形圖。 文章以數(shù)據(jù)測(cè)量精度作為重點(diǎn)分析內(nèi)容，展開以下測(cè)試分析。

2.4 數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果分析

本次測(cè)量選取高程和物體之間的距離作為測(cè)量指標(biāo)，對(duì)RTK 技術(shù)應(yīng)用可靠性進(jìn)行分析。 表1 為水準(zhǔn)高程與RTK 高程對(duì)比統(tǒng)計(jì)表， 表2 為物體之間的距離測(cè)量對(duì)比統(tǒng)計(jì)表。 根據(jù)城市測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)置0.5%作為高程精度判定值，1.5%作為邊距精度判定值。 如果誤差低于判定值，則認(rèn)為RTK 技術(shù)的應(yīng)用有助于提高城市測(cè)繪水平。

表1 水準(zhǔn)高程與RTK 高程對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)觀察表1 中的對(duì)比結(jié)果可知，高程測(cè)量誤差在0.35%以下， 符合精準(zhǔn)度要求，RTK 技術(shù)可以用于城市測(cè)繪工作。

表2 物體之間的距離測(cè)量對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

表2 中的測(cè)量結(jié)果表明，RTK 技術(shù)測(cè)量物體間距離的邊距誤差在0.94%以下， 滿足測(cè)量精度要求，達(dá)到了城市測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)。

綜上分析，RTK 技術(shù)在高程和邊距的測(cè)量中均具有較高的精準(zhǔn)度，對(duì)城市測(cè)繪工作的開展幫助較大。

3 結(jié)語(yǔ)

測(cè)量結(jié)果表明，RTK 技術(shù)測(cè)量高程和邊距的精準(zhǔn)度較高，可以作為城市測(cè)繪工具。