RTK定位技術在地形測繪中的應用探索

馮陽

摘要：隨著RTK技術的不斷發展成熟，其在地形測繪等工作中得到了越來越廣泛的應用。測繪人員應加強對RTK技術特點以及相關的誤差分析方法的了解，準確掌握技術應用要點，充分發揮RTK技術在地形測繪的優勢，提高地形測繪的質量和效率，從而為工程建設等提供有力的技術支撐。

關鍵詞：RTK技術;地形測繪;技術應用

以載波相位差分原理為基礎的RTK技術不僅能夠實現差分實時定位，而且能夠有效提高定位的精度。在RTK技術的實際應用中主要通過流動站來完成基準站以及衛星載波相位的接收任務，并對相位差分進行動態的處理分析，從而獲得流動站的實時坐標，有效的提高了定位測量的時效性和準確性，因此RTK定位技術在地形測繪等工作中的應用越來越廣泛。與傳統的全站儀經緯儀測量等測繪技術相比，RTK技術在測繪精度、測量效率以及操作的便捷性等方面都具有十分突出的優勢。因此測繪部門要加強對RTK技術的研究，準確掌握其技術應用要點，推動我國測繪技術的現代化發展。

1 RTK定位技術在地形測繪中的應用概述

1.1 RTK定位技術類型分析

目前在應用RTK技術進行地形測繪時可以根據實際情況采取單基站或者網絡RTK作業方式。所謂單基準站RTK技術就是在1個基準站上設置1臺衛星信號接收裝置來觀測衛星，同時流動站通過接收基準站和衛星的載波相位數據，并實時處理二者構成的相位差分，從而利用已知的基準站坐標解算流動站坐標，從而完成定位測量。而網絡RTK技術就是在多個基準站上同時設置接收裝置，通以構成基準站網絡，并利用數據處理中心聯合處理多個基準站所獲取的觀測數據，從而完成對流動站的實時定位以及坐標解算，CORS系統就是典型的網絡RTK并已獲得了較廣泛應用。

1.2 在地形測繪中應用RTK技術要點分析

在應用RTK定位技術控制測量時，測繪人員應在測區內合理確定GNSS控制點的數量且點位分布均勻，以確保能夠滿足測繪任務需要。

如果采用的是RTK定位的單基準站技術方式時，應將流動站與基準站之間的間距控制在10km左右[1]。在設置基準站時，基準站位置應相對較高，周圍無高度角超過15°的障礙物，周圍沒有無線電信號干擾源存在，電臺頻率選擇要錯開作業區內其他的無線電通信頻率，以免影響基準站與移動站之間的數據傳輸。

當采用網絡RTK技術（CORS）時，流動站在基準站網絡覆蓋范圍內不受作業距離限制。

測繪人員應按照測繪任務要求以及待測區域的具體范圍來選擇相應的坐標轉換方法。在測量過程中，應確保流動站能夠觀測到的有效衛星數不少于5個，PDOP值小于6且取得固定解。此外，在測量時應盡量避開電離層活動相對比較激烈的時段，以防止信號受到干擾。

2 RTK定位技術的應用優勢分析

應用RTK定位技術進行控制測量時，能夠快速完成控制網點的布設而且可以利用流動站快速直接測量控制點的坐標數據，因此其測量效率比較高。同時測繪人員可以直接利用高精度控制點進行基準站的設站，并通過移動站來完成復雜地形區控制點的測量，對通視條件的要求相對較低，能夠更好的適應復雜地形下的控制測量要求。此外，RTK定位技術還能夠有效降低工程測量成本，提高測量精度，為工程項目的規劃建設提供更加準確學測繪數據。應用RTK定位技術進行細部測量時，測繪人員應對流動站周圍的細部地形地貌點進行詳細的測量，并將地物編碼以及相關的測量數據輸入到電子手簿中[2]。在工程測量中還可以利用RTK定位技術進行放樣測量。測繪人員可以在RTK控制器中輸入半徑、放樣起終點坐標以及曲線轉角等各項參數，就可以十分便捷的完成放樣測量任務，同時還可以自動完成放樣坐標的轉換。此外，還可以RTK定位技術來進行工程變形監測，以便及時掌握工程基礎位移沉降等情況。由于RTK技術具有較高的測繪精度，且能夠適應復雜條件下的測繪需要，因此能夠對不同環境、不同目標進行高標準高精度的測量。

3 地形測繪中RTK定位技術應用實踐分析

3.1 控制點的布設

以某縣域地形測繪為例，其地形測繪比例尺要求為1：1000，應用RTK定位技術進行測量完成測區的控制測量和大部分地形測繪。在測繪工作中，測量人員應首先充分利用已有的各等級控制點成果。本測區及附近可利用的已有成果有：2個C級省級GPS控制點、2個D級PS控制點以及2個二等水準點。所選擇的GPS控制點均包括1980西安坐標系以及WGS-84坐標兩套成果，1985國家高程基準高程成果，并進行了實地勘查檢核，在此基礎布設了測區控制網。根據測區范圍及地形測繪的需要，共計布設了12個二級點。

3.2 控制點測量

在施測時主要通過RTK1+1模式進行控制測量工作。首先測量人員在測區范圍內及周邊的共選擇了分布較均勻的3個已有高等級控制點，并通過聯測方式進行七參數解算，其最大平面殘差為0.02m，而最大高程殘差則為0.03m并對其他C、D級點進行測量檢核，其較差應符合ΔX和ΔY均在0.03m以內，而ΔH則應在0.05m以內的精度標準，而后方可對各個控制點進行測量。

控制點施測以及復核要點：

3.2.1 雖然RTK定位技術能夠快速高效的完成定位測量，但個別點仍存在產生粗差的可能性，所以測繪人員應注意復核測量結果的準確性。測繪人員應根據測繪要求對手簿和流動站的天線高、七參數以及差分格式等參數設定的正確性進行嚴格的檢查，為基準站和移動站接收設備之間實現數據交流奠定良好的基礎。

3.2.2 在施測過程中，測繪人員應先選擇流動站周邊C級或者D級的1到2個控制點進行2個測回的檢測，確保其點位較差在5cm以內才能繼續施測。

3.2.3 在采集控制點數據前應初始化測量設備，對同一控制點應采集3次數據，且3次測量結果之間的差值應符合測量標準要求。如差值較大超出允許的范圍時，應重新進行測量。

3.2.4 應在其取得固定解，平面收斂精度不大于20mm且高程收斂精度不大于30mm達到穩定狀態后再記錄觀測數據，所有測回均應持續60s左右的觀測且觀測有歷元數應不少于20個，此外測回間隔時間應達到1min以上[3]，各測回平面和高程較差均不大于4cm時取中數為最終結果。

3.3 地形碎部測量

RTK碎部點測量時，可以使用控制測量時的坐標系轉換參數，也可以在測區通過點校正方式獲取，轉換殘差平面不宜大于3cm，高程不宜大于5cm。測量時應保持流動站取得固定解狀態，數據采集前和采集結束時應在控制點上進行檢核，當有RTK測量有困難的地物地貌點時，應用全站儀或者其他儀器補測。

4 結語

RTK技術不僅能夠有效提高測繪的質量和效率，而且可以降低測繪成本，減輕測繪人員的工作強度，因此被越來越廣泛的應用于地形測繪等工程測量工作中。測繪人員應準確把握RTK技術的應用要點，不斷總結實踐經驗，大膽進行技術創新和改進，進一步提高RTK技術的測繪精度以及時效性，有效控制測繪誤差，從而更好的滿足地形測繪等測繪工作的實際需要，促進我國測繪技術水平的全面提高。

參考文獻：

[1]王婷. RTK定位技術在地形測繪和工程控制測量中的應用[C].江蘇省測繪學會2011年學術年會論文集，2011：39-40.

[2]周斌. GPS RTK技術在工程測量中的應用研究[J].城市地理， 2016， （16）：72.

[3]夏海方. GPS-RTK技術在工程測量中的應用探析[J].建筑工程技術與設計，2015，（24）：195-195.