RTK技術(shù)在市政工程測量中的應(yīng)用研究

陳芳灝

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)得以快速的發(fā)展起來，而且在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。近年來在測量行業(yè)中，一種新型的GPS測量方法RTK（Real Time Kinematic）襯時動態(tài)差分法其技術(shù)日益成熟，其不僅測量的精度高、動態(tài)性好，而且可以在野外實時得到厘米級的定位精度，所以在測量工程中得到廣泛的應(yīng)用。文章對RTK技術(shù)及該技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對RTK技術(shù)在市政工程測量工作中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：市政工程；RTK技術(shù)；應(yīng)用

前言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，城市各項基礎(chǔ)建設(shè)工程無論規(guī)模還是數(shù)量都在不斷的增加，市政工程建設(shè)質(zhì)量的好壞，直接與百姓的生活息息相關(guān)，所以為了打造民心工程，則需要加強(qiáng)工程測量的質(zhì)量，確保市政工程的順利建設(shè)。但長期以來測量工作由于需要考慮通視狀況，而且還要受到作業(yè)條件的限制，所以存在著作業(yè)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低下的問題，這種測量方法已越來越無法滿足當(dāng)前工程測量工作的需求。GPS技術(shù)的出現(xiàn)，為市政工程測量工作帶來了新的曙光，而隨著GPS-RTK技術(shù)的日益成熟，對推動市政工程測量工作的發(fā)展則起到了積極的作用。

1 RTK技術(shù)分析

GPS-RTK也叫實時動態(tài)差分法，是測量領(lǐng)域中的一項新的測量方法，也是最為常用的方法。其以載波相位觀測量為基礎(chǔ)，可以實現(xiàn)三維定位結(jié)果的實時傳送，而且測量的精度達(dá)到厘米級，其在基準(zhǔn)站內(nèi)設(shè)置一臺接收機(jī)裝置，而在移動站設(shè)置一臺或是幾臺接收機(jī)，實現(xiàn)對相同衛(wèi)星信號的同步采集。這樣在基準(zhǔn)站接收GPS信號并進(jìn)行載波相位測量的同時，則會通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)測站價值信息一起移送給移動站，而移動站利用這些數(shù)據(jù)及本機(jī)采集的GPS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理，計算出待測點的坐標(biāo)、高程和實測精度，而且通過與預(yù)調(diào)精度進(jìn)行比較后，即會揭示測量人員對該點的三維坐標(biāo)及精度進(jìn)行記錄。RTK測量系統(tǒng)通常由3部分組成，即GPS信號接收部分（GPS接收機(jī)及天線）、實時數(shù)據(jù)傳輸部分（數(shù)據(jù)鏈，俗稱電臺）和實時數(shù)據(jù)處理部分（GPS控制器及其隨機(jī)實時數(shù)據(jù)處理軟件）。它采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)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(yè)作業(yè)效率。

2 RTK測量技術(shù)優(yōu)勢

2.1 作業(yè)條件要求較低

RTK測量技術(shù)對通視和作業(yè)條件要求較小，所以作業(yè)時氣候和能見度對其影響較小，減少了搬運儀器的次數(shù)，而且不需要較多的作業(yè)人員，有效降低了勞動強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率。

2.2 自動化、集成化程度高。RTK測量技術(shù)由于其利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，不僅具有強(qiáng)大的測繪功能，而且不需要人工進(jìn)行干擾即可完成測量工作，由于其在測量過程中精度可以精確到厘米級，而且都是獨立的觀測值，沒有誤差積累產(chǎn)生，避免了人為誤差及常規(guī)的誤差積累。

2.3 操作簡便，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。在設(shè)站時進(jìn)行簡單的操作即呆隨時獲得測量結(jié)果，而且數(shù)據(jù)在輸入、存儲、處理、接換和輸出時都具有強(qiáng)大的功能，能夠與和其他測量儀器隨時進(jìn)行通信，有效的降低了人工工作量。

3 RTK技術(shù)在市政工程測量工作中的應(yīng)用

近年來，隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，一些大型的及規(guī)?；墓こ袒旧隙家淹瓿桑壳笆姓こ探ㄔO(shè)多以規(guī)模較小而且較為分散的工程為主，所以在建筑過程中多以改造和完善為主。這些小工程不僅規(guī)模不大，而且具有分散性，對工期還較求較緊，這樣就給工程測量帶來了較大的難度。由于市政工程其工作范圍多處于狹長范圍，而且在城區(qū)周邊位置較多，不僅建筑物較為密集，而且流動的障礙物也較多，存在著較多的無線電干擾源，無論是地點的測量控制點還是高等級的控制點都會受到不同程度的破壞及干擾，這不僅難以保證測量的精度，而且還要為了進(jìn)一步協(xié)調(diào)而浪費較多的時間，在這種情況下，GPS-RTK測量技術(shù)的出現(xiàn)由于其對通視性和作業(yè)條件限制較小，所以有效的解決了當(dāng)前市政工程中存在的問題，在市政工程測量中得到廣泛的應(yīng)用。

3.1 測量前的準(zhǔn)備

進(jìn)行放樣內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時，在內(nèi)業(yè)將線路的起點坐標(biāo)、折點坐標(biāo)、終點坐標(biāo)資料等等要素資料，根據(jù)需要提前將電腦設(shè)計數(shù)據(jù)直接輸入到外業(yè)電子手薄待放樣點的坐標(biāo)庫，其中道路直線上每20m一個點，曲線上每10m一個點；排水需要的井位坐標(biāo)；建筑需要的樓角坐標(biāo)等。加入點時要考慮便于加樁操作，方便外業(yè)調(diào)用，提高外業(yè)采集數(shù)據(jù)效率。在基準(zhǔn)站選定時，基準(zhǔn)站設(shè)置除滿足GPS靜態(tài)觀測的條件外，還應(yīng)設(shè)在中線放樣資料范圍內(nèi)RTK移動站接收范圍內(nèi)的地勢較高、四周空曠開闊的至高點上，且周圍無磁場影響的已知點或未知點上，便于電臺的發(fā)射。一定要確保作業(yè)區(qū)域在校正點的范圍內(nèi)。進(jìn)行外業(yè)操作時，將基準(zhǔn)站接收機(jī)設(shè)在已知基準(zhǔn)點或未知點上，開機(jī)后進(jìn)行必要的系統(tǒng)設(shè)置、無線電設(shè)置及天線高等輸入工作。流動站接收機(jī)開機(jī)后首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，輸入轉(zhuǎn)換參數(shù)，再進(jìn)行流動站的設(shè)置和初始化工作，要通過校正點來獲得當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)。

3.2 RTK技術(shù)用于地形測量

由于RTK測量隨時都能顯示當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)，因此在衛(wèi)星訊號好的測區(qū)可利用RTK來測量地形地物點，并記錄該點的序號和特征值，內(nèi)業(yè)采用數(shù)字化成圖軟件，實際作業(yè)中對獨立地物的測量序號應(yīng)盡量連續(xù)，如測量房屋，應(yīng)圍繞房角至少測2個（對角線）或3個點，測量池塘要連續(xù)測完，并注明從xx～xx詳細(xì)代為何地物，和現(xiàn)場勾畫草圖。外業(yè)結(jié)束后，再根據(jù)草圖繪制地形圖。

3.3 RTK用于控制測量

由于RTK測量在20km內(nèi)點位平面標(biāo)稱精度為±3cm，根據(jù)相關(guān)測量規(guī)范要求Ⅰ級導(dǎo)線點的點位誤差為±3cm，從理論上講RTK測量完全可以滿足I級以下導(dǎo)線點的技術(shù)規(guī)范要求。在某工程道路放樁RTK測量中，我們對距離基準(zhǔn)站1km～6km的一些四等GPS控制點采用一點法進(jìn)行檢核比較，結(jié)果表明平面坐標(biāo)分量最大差值為3.1cm，高程最大差值為4.9cm，完全符合I級導(dǎo)線點的規(guī)范精度要求。

3.4 RTK測量的誤差及應(yīng)用RTK作業(yè)應(yīng)注意的問題

RTK測量工作中不可避免的會有誤差產(chǎn)生，其與GPS靜態(tài)定位所產(chǎn)生同測站有關(guān)的誤差和同距離有關(guān)的誤差非常相近。同測站有關(guān)的誤差包括天線相位中心變化、多徑誤差、信號干擾和氣象因素影響等。其中多徑誤差是RTK定位測量中最嚴(yán)重的誤差。同距離有關(guān)的誤差包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差。為了更好的對GPS作業(yè)時每個測點進(jìn)行有效檢核，則城朵在作業(yè)前后，就在要測區(qū)內(nèi)找均勻分布的已知控制點來進(jìn)行檢核。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，如控制聯(lián)測法，單點法等所測量的點位精度不同，作業(yè)時應(yīng)依據(jù)任務(wù)要求，測區(qū)大小使用不同的方法。RTK采用VHF超高頻無線電波做數(shù)據(jù)鏈，容易受到電信發(fā)射塔。動態(tài)測量作業(yè)注意符合《城市測量規(guī)范》CJJ/T8-2011中4.3.14的規(guī)定。

4 結(jié)束語

隨著RTK技術(shù)的日益成熟，在市政工程測量中RTK技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，而且其測量手段和作業(yè)方法也在不斷的完善，有效的推動了市政工程測量技術(shù)的提升，確保了測量的精度和效率，使測量事業(yè)得到更快的發(fā)展。而且在科技快速發(fā)展的環(huán)境下，RTK技術(shù)得到不斷的發(fā)展和完善，其應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛，具有非常廣泛的發(fā)展前景，而且在求精測量技術(shù)的發(fā)展中必將占據(jù)主導(dǎo)地位。

參考文獻(xiàn)

[1]羅永權(quán).RTK在市政工程測量中的應(yīng)用[J].測繪通報，2006，07：40-42.

[2]李震章，呂福臣.RTK測量技術(shù)在市政工程測量中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，02：36-37.

[3]李芬生.RTK技術(shù)在市政工程測量中的應(yīng)用研究[J].江西測繪，201

0，03：46-47.