淺析RTK作業(yè)系統(tǒng)及其在城市測(cè)繪工程中的應(yīng)用

凌俐

摘 要：本文主要闡述了RTK作業(yè)系統(tǒng)及其在城市測(cè)繪工程中的應(yīng)用，并根據(jù)城市的建筑特點(diǎn)分析RTK作業(yè)的影響因素和注意事項(xiàng)，并對(duì)實(shí)際測(cè)繪中的問(wèn)題提出可能改善的意見(jiàn)和方法。

關(guān)鍵詞：RTK；實(shí)時(shí)定位技術(shù)；RTK作業(yè)系統(tǒng)；城市測(cè)繪

引 言

RTK（Real Time Kinematic）就是實(shí)時(shí)定位技術(shù)，主要由基準(zhǔn)站把觀測(cè)到的衛(wèi)星連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)射出去，再由流動(dòng)站實(shí)時(shí)差分的處理載波相位觀測(cè)值，從而得到所測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程和精度數(shù)據(jù)[1]。因此，RTK技術(shù)可以很方便、靈活地用來(lái)進(jìn)行城市的測(cè)繪，但是，由于現(xiàn)代城市的高速發(fā)展，不斷增高的城市建筑、具有強(qiáng)反射性的裝飾材料和不斷增大的城市車(chē)流量，給RTK的作業(yè)帶來(lái)了一些影響。怎樣利用RTK作業(yè)技術(shù)的定位優(yōu)勢(shì)，快速、準(zhǔn)確的服務(wù)于城市測(cè)繪工作是一個(gè)很值得研究的課題?，F(xiàn)就Topcon Legacy-E型雙頻雙星RTK接收系統(tǒng)在某城市實(shí)際測(cè)繪中的應(yīng)用情況作出分析。

1 RTK城市測(cè)繪流程

（1）準(zhǔn)備工作在進(jìn)行RTK作業(yè)測(cè)繪之前，根據(jù)被測(cè)城市的特點(diǎn)，做如下準(zhǔn)備工作：①制訂項(xiàng)目工程名稱(chēng)；②設(shè)置主機(jī)的參數(shù)；③坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換；④設(shè)置符合GPS工作的控制點(diǎn)；⑤實(shí)施準(zhǔn)確的工程放樣。

（2）坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換因?yàn)镽TK作業(yè)系統(tǒng)在作業(yè)時(shí)要求提供實(shí)時(shí)的被測(cè)地坐標(biāo)值，而城市的測(cè)繪大都是參考本地獨(dú)立的坐標(biāo)系，這就必然要在WGS-84坐標(biāo)系與地方獨(dú)立坐標(biāo)系之間進(jìn)行坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。依照總體規(guī)劃與工程的需要，可以用兩種方法進(jìn)行坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換[2]。①在一個(gè)大的待測(cè)區(qū)靜態(tài)的均勻布設(shè)等級(jí)較高的GPS控制點(diǎn)以同時(shí)獲得各控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)和待測(cè)地的地方坐標(biāo)，利用測(cè)得的兩組坐標(biāo)值得到待測(cè)地的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。②在一個(gè)視野開(kāi)闊的地點(diǎn)設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)站，從而獲得此點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)，再用流動(dòng)站測(cè)量3個(gè)以上點(diǎn)的本地坐標(biāo)系的坐標(biāo)，最后求得待測(cè)地的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

（3）選基準(zhǔn)站要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的測(cè)量城市測(cè)繪數(shù)據(jù)，必須依靠流動(dòng)站接收機(jī)和基準(zhǔn)站發(fā)射臺(tái)這套設(shè)備，它們之間可靠精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳遞可以簡(jiǎn)化整周模糊度的解算，其工作效率也就大大提高了。為了順利實(shí)施RTK作業(yè)系統(tǒng)，基準(zhǔn)站的安置一定要注意以下幾個(gè)條件：①可以在已知精確坐標(biāo)的點(diǎn)上設(shè)置基準(zhǔn)站，也可在未知坐標(biāo)的點(diǎn)上設(shè)置基準(zhǔn)站；②基準(zhǔn)站應(yīng)該盡量選擇高地勢(shì)、無(wú)遮擋、電臺(tái)覆蓋率高的點(diǎn)，最好選擇待測(cè)城市中央的最高建筑物上；③基準(zhǔn)站附近不可有GPS反射信號(hào)、高壓線(xiàn)、電視發(fā)射臺(tái)和無(wú)線(xiàn)電發(fā)射臺(tái)等干擾源，使其影響數(shù)據(jù)的接收和傳遞；④因?yàn)榈厍虻哪媳睒O是人造衛(wèi)星的空白區(qū)，GPS接收機(jī)應(yīng)該設(shè)在發(fā)射臺(tái)的天線(xiàn)的南方為宜。

（4）實(shí)施RTK作業(yè)首先，基準(zhǔn)站的設(shè)置，在選定的控制點(diǎn)上安置基準(zhǔn)站，在打開(kāi)的接收機(jī)上輸入控制點(diǎn)編號(hào)、天線(xiàn)的高度、已知坐標(biāo)WGS-84；檢查、確定接收到5顆以上的GPS衛(wèi)星；電臺(tái)通道與靈敏度的設(shè)置和檢查電臺(tái)發(fā)射指示燈的工作情況，完成基準(zhǔn)站的設(shè)置。其次，流動(dòng)站的設(shè)置，設(shè)置相匹配于基準(zhǔn)站的接收頻率，檢查接收指示燈是否在正常工作，檢查是否接收到大于5顆的GPS衛(wèi)星，一切就緒就可以開(kāi)始流動(dòng)站的測(cè)繪工作了。通過(guò)測(cè)量1～2個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)值來(lái)檢測(cè)和評(píng)估此次RTK作業(yè)系統(tǒng)的精度是否滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)的預(yù)期，如果是，就開(kāi)始實(shí)際的測(cè)量工作。野外測(cè)量完的坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)直接輸入電腦，經(jīng)其整理和計(jì)算，形成測(cè)繪文件后可以直接的打印出來(lái)[3]。

2 RTK作業(yè)系統(tǒng)城市測(cè)量實(shí)例應(yīng)用

2.1 待測(cè)區(qū)簡(jiǎn)介

選定的某待測(cè)區(qū)地勢(shì)比較平緩，沒(méi)有很多的高大建筑物，比較空曠，視野開(kāi)闊，除了極少的幾個(gè)地方外，對(duì)RTK作業(yè)幾乎沒(méi)有影響。

2.2 轉(zhuǎn)換參數(shù)確定

為了達(dá)到控制整個(gè)測(cè)區(qū)的目的，首先要布設(shè)18個(gè)四等GPS控制點(diǎn)及長(zhǎng)達(dá)32km的四等水準(zhǔn)線(xiàn)路。為獲取相對(duì)精確的WGS-84坐標(biāo)，以固定點(diǎn)A115定位坐標(biāo)為基準(zhǔn)。獲取了WGS-84坐標(biāo)后就可以進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換了，為保證坐標(biāo)聯(lián)測(cè)時(shí)的轉(zhuǎn)換參數(shù)的精確性，要進(jìn)行多種的匹配聯(lián)測(cè)，我們聯(lián)測(cè)8個(gè)GPS控制點(diǎn)，啟用參數(shù)選擇了精度最高的一組參數(shù)。轉(zhuǎn)換參數(shù)檢核結(jié)果如下表：

2.3 工程應(yīng)用及定位精度

PTK作業(yè)可以讓精度達(dá)到非常高，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)提供點(diǎn)位坐標(biāo)和高程及實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量點(diǎn)的精度，滿(mǎn)足城市建設(shè)對(duì)測(cè)量的需求。

3 RTK運(yùn)用中應(yīng)該注意的問(wèn)題和對(duì)策

通過(guò)實(shí)踐分析總結(jié)，RTK在實(shí)際運(yùn)用中的幾個(gè)問(wèn)題及策略：

（1）由于觀測(cè)的數(shù)據(jù)屬動(dòng)態(tài)測(cè)量，不能確保數(shù)據(jù)的可靠性。那么就得在觀測(cè)前、觀測(cè)中、觀測(cè)后都要進(jìn)行聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，來(lái)確保儀器的狀態(tài)正常，從而達(dá)到確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

（2）為提高觀測(cè)成果的精度，在設(shè)計(jì)要求時(shí)采集數(shù)據(jù)，流動(dòng)站應(yīng)采用三腳架或帶支架的對(duì)中桿，這樣流動(dòng)站天線(xiàn)穩(wěn)定性好、對(duì)中整平誤差小。

（3）作業(yè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈不穩(wěn)定的現(xiàn)象。導(dǎo)致原因可能有：受外界無(wú)線(xiàn)干擾、電量不足等原因。根據(jù)實(shí)際進(jìn)行處理，如改變頻率、及時(shí)充電等。

（4）作業(yè)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)解算時(shí)間較長(zhǎng)甚至無(wú)法獲取固定雙差解情況，導(dǎo)致原因可能有：反射性建筑物、臨時(shí)停車(chē)、水面等反射性物質(zhì)而引起，我們可以復(fù)位重新觀測(cè)。

（5）在房屋密集地帶，應(yīng)該采用常規(guī)測(cè)量方法，由于天空通視條件的限制，RTK無(wú)法確定其坐標(biāo)位置。

4 總 結(jié)

RTK是繼GPS后的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，此技術(shù)可以實(shí)時(shí)的提供高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)。城市測(cè)量采用RTK技術(shù)，可以高效率的完成布設(shè)導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)，減少了工作時(shí)間，大大提高了工作人員的工作效率，減少工作人員的壓力。觀察數(shù)據(jù)由于是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的、獨(dú)立的，所以不存在因誤差累計(jì)，而造成的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。但RTK技術(shù)也存在著很多不足，主要是因?yàn)镽TK技術(shù)是依賴(lài)于衛(wèi)星數(shù)、穩(wěn)健的數(shù)據(jù)鏈及較小的多路徑效應(yīng)等外界因素，當(dāng)出現(xiàn)工作狀態(tài)不正常時(shí)，我們就要不斷的完善技術(shù)，不斷的去研究分析，總結(jié)出更好的技術(shù)，讓RTK技術(shù)得到不斷的完善與成熟，使其更好地為城市測(cè)量而服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐偉玉.RTK作業(yè)系統(tǒng)及其在城市測(cè)繪工程中的應(yīng)用研究[D].華僑大學(xué)，2011.

[2]王玉柱，王毅，劉善彬.網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在地下管線(xiàn)測(cè)量中的應(yīng)用[J].礦山測(cè)量，2013，05：9-12+5.

[3]楊浩.淺談GPSRTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?013，03：170.