淺談GPS RTK技術(shù)在城市測量中的應(yīng)用

【摘要】本文介紹了GRS RTK技術(shù)在城市測量中的應(yīng)用，并針對GPS RTK技術(shù)的優(yōu)點和局限性作出了說明，供廣大技術(shù)人員參考。

【關(guān)鍵詞】GPS；RTK；城市測量

1、RTK的技術(shù)原理

RTK（real-time kinematic）是GPS測量技術(shù)的一種，這種技術(shù)以載波相位觀測量為依據(jù)，它結(jié)合了數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和GPS測量技術(shù)。PTK測量技術(shù)有3部分組成，第一基準(zhǔn)站接收機，第二數(shù)據(jù)鏈，第三流動站接收機。PRK的基本工作原理是：至少配備2臺GPS接收機，其中一臺安放于固定的級點上（基準(zhǔn)站），另一臺接收機作為流動站。固定在級點上的接收機，對所有的衛(wèi)星進行觀測，并將信息和觀測的數(shù)據(jù)，及時準(zhǔn)確的發(fā)回給流動站。流動站的GPS接收機不僅需要接受GPS的衛(wèi)星信號，而且還需要通過無線接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)。之后依據(jù)相對定位原理，運用實時差分處理，算出流動站的三維坐標(biāo)和精度。

2、RTK在城市測量中的應(yīng)用

2.1城市控制測量

城市控制測量中最常規(guī)的做法是采用導(dǎo)線測量，而導(dǎo)線測量要求點與點之間要通視，但是這種測量方法比較費時，而且也不準(zhǔn)確。另一種常規(guī)做法是GPS靜態(tài)測量，這種測量方法不需要點與點之間通視，但是測量后需要進行大量的數(shù)據(jù)處理，不能及時的了解定位結(jié)果，一旦精度不行，就必須返工。而如果應(yīng)用RTK技術(shù)，則不管是精度還是效率都有著顯而易見的優(yōu)勢。我們對市區(qū)內(nèi)的GPS點以及Ⅰ級、Ⅱ級導(dǎo)線點多次進行檢驗，發(fā)現(xiàn)RTK和GPS靜態(tài)測量的同一個測量點，基本一致，而用常規(guī)的儀器進行觀測，則部分相差較大。所以RTK在城市控制測量中的優(yōu)勢很明顯。

2.2航測外業(yè)測量

航測外業(yè)的工作主要內(nèi)容之一是象控點的測量。傳統(tǒng)的測量方法需要在各測點架設(shè)儀器，并通過全站儀進行讀數(shù)，不僅效率低，而且誤差值不容易控制。如果利用RTK技術(shù)，則只需要高級控制點處架設(shè)基站，然后在各測點處架設(shè)流動站，就可以得到各點的準(zhǔn)確坐標(biāo)與高程，而且測量誤差由儀器來控制，只需要人按一定的操作規(guī)程來操作即可。如果測區(qū)無基準(zhǔn)點，則可以以加密的形式自行確定基準(zhǔn)點。而無法安放流動站的測點則可以以手簿提供的空間交匯法進行間接測量。它與傳統(tǒng)的儀器測量法和靜態(tài)GPS測量法相比，具有作業(yè)效率高，測量精度準(zhǔn)確的優(yōu)點。

2.3放線測量

在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的測量放線過程中，RTK技術(shù)也同樣具有使有方便，準(zhǔn)確度高易控制的優(yōu)點。在放線的過程中，只須一個人持測量儀器即可操作。在RTK的控制器中直接輸入各點的坐標(biāo)及高程信息，儀器會自動提醒作業(yè)人員位置的誤差，并指示修正方向，使用起來十分直觀和方便。

2.4規(guī)劃監(jiān)督測量

在規(guī)劃測量過程中，需要對建筑物的坐標(biāo)點進行放樣，其精度須滿足城市規(guī)劃的要求，同時也應(yīng)滿足建筑本身的幾何要求，其對放樣精度要求較高。一般來說，在使用RTK技術(shù)進行規(guī)劃放線測量時，只要注意點位的收斂精度較高的前提條件，都能收到滿足規(guī)范要求的測量精度。

2.5勘測定界測量

在土地測量與建設(shè)用地定界測量過程中，RTK技術(shù)可以輕松實現(xiàn)點坐標(biāo)與用地界限與用地面積和權(quán)屬的查詢。而在水域測量過程中，利用RTK技術(shù)測圖，可以結(jié)合專業(yè)的繪圖軟件，并將儀器設(shè)定為自動導(dǎo)航和自動取樣，將電子手簿記錄的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入繪圖軟件即可自動生成數(shù)字化測圖，工作效率提高十分明顯。

3、RTK的技術(shù)優(yōu)點與局限性

目前，由于RTK技術(shù)的優(yōu)點使得該技術(shù)在城市測量中有著廣泛的應(yīng)用。但由于在城市測量過程中，存在著很多不利的因素，如過于復(fù)雜的無線電環(huán)境、高大的建筑和繁忙的交通都使得RTK技術(shù)的應(yīng)用效果大打折扣，因此在實踐過程中，需要其局限方面的問題。

3.1RTK技術(shù)的優(yōu)點

一般來說，RTK測量技術(shù)有以下幾個優(yōu)點：

（1）作業(yè)效率高。RTK技術(shù)一次可測設(shè)半徑為8km的測區(qū)，減少了傳統(tǒng)測量作業(yè)中搬站和校正儀器的次數(shù)，大幅度地提高了測量的效率。

（2）精度高。RTK技術(shù)由于其先進的技術(shù)原理，直接將誤差積累的因素消除，其測設(shè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性及可靠性都比較高。

（3）數(shù)據(jù)傳輸范圍遠。由于基站與流動站之間的數(shù)據(jù)傳輸是依靠無線電信號進行，可以在較遠和阻礙視線的地方進行測量，降低了作業(yè)環(huán)境的要求。

（4）自動化程度高。RTK技術(shù)可以通過電子手簿實時記錄測量數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入專業(yè)的測圖軟件，即可實現(xiàn)數(shù)字化測圖，自動程度比傳統(tǒng)作業(yè)方法高。

（5）操作方便。RTK技術(shù)原理較為復(fù)雜，但使用較為方便，只要具有測量專業(yè)知識的人員都可以很快的熟練操作RTK儀器，使用十分方便。

3.2技術(shù)局限性

RTK技術(shù)的局限性在于以下幾個方面：

（1）衛(wèi)星信號差。由于GPS系統(tǒng)由美國建立，地球上信號最佳的地方一般都在美國國境所覆蓋的地方，而世界上有些國家在有些時候并不能很好地接收衛(wèi)星信號，造成測量值不易確定，甚至產(chǎn)生偽值。因此，要滿足RTK的技術(shù)與準(zhǔn)確性要求，一般要求信號強度達到5顆衛(wèi)星以上才可能保證得到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，一些不能很好接收衛(wèi)星信號的地方有可能受到使用限制。

（2）數(shù)據(jù)傳輸受阻。當(dāng)進行城市測量作業(yè)時，由于城市中的高大建筑物過于密集，這些建筑物會遮擋來自基站的高頻信號，或者使信號在傳輸過程中嚴(yán)重衰減，使得數(shù)據(jù)的傳輸受阻。此時，流動站將不能很好地接受來自基準(zhǔn)站的信號，使得RTK作業(yè)受阻。

（3）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。由于實際的測量作業(yè)中，人們所用的基準(zhǔn)站與流動站儀器型號不一致，其各種技術(shù)性能也完全不同，而電臺的功率與影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蛩貙⒅苯佑绊慠TK作業(yè)的有效距離。同時，根據(jù)儀器的不同性能，不同的傳輸距離內(nèi)，儀器的誤差程度也不盡相同。所以，根據(jù)RTK測量的經(jīng)驗，城市測量時，最好將流動站與基準(zhǔn)站之間的距離控制在6km以內(nèi)，才能保證數(shù)據(jù)誤差符合要求。

4、結(jié)論

綜上所述，GPS RTK技術(shù)完全可以應(yīng)用于城市測量作業(yè)中。應(yīng)用RTK技術(shù)不須布置控制網(wǎng)點，而且其測量誤差不互相傳遞，不積累，各種定位的結(jié)果與誤差值能實時顯示，因此在城市測量作業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。但是在應(yīng)用過程中，應(yīng)注意到城市測量環(huán)境的局限性，避免在不利的環(huán)境下單獨依靠RTK技術(shù)獲取測量數(shù)值，而是應(yīng)該在RTK應(yīng)用受限制的地方采用傳統(tǒng)的全站儀測量法來作業(yè)，以此將RTK技術(shù)與傳統(tǒng)測量作業(yè)方法相結(jié)合，方能得到最佳的測量效果與經(jīng)濟效益。