關(guān)于RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用探究

朱瑾

摘 要：隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，RTK（Real Time Kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)策略技術(shù)也日益成熟，RTK測(cè)量技術(shù)逐步在測(cè)繪中得到應(yīng)用，而且RTK測(cè)量技術(shù)因其無(wú)需通視、無(wú)誤差積累、精度高、實(shí)時(shí)性和高效性，有著常規(guī)測(cè)量?jī)x器經(jīng)緯儀、全球儀不可比擬的優(yōu)勢(shì)，這就使得其在工程測(cè)繪中的應(yīng)用越來(lái)越廣。該文從RTK技術(shù)的工作原理、工作的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)以及RTK技術(shù)的具體實(shí)際的應(yīng)用等方面對(duì)RTK技術(shù)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù) 工程測(cè)量 特點(diǎn) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（b）-0097-01

1 RTK測(cè)量技術(shù)的基本工作原理

RTK測(cè)量的工作原理就是在基準(zhǔn)站上設(shè)置一臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)地發(fā)送給移動(dòng)觀測(cè)站，在移動(dòng)站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，也通過(guò)無(wú)線電或網(wǎng)絡(luò)接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位原理，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)處理出WGS-84系坐標(biāo)，并根據(jù)不同測(cè)量工程項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換參數(shù)（平移因子、旋轉(zhuǎn)因子、尺度比例）及投影方法，實(shí)時(shí)計(jì)算出并顯示我們采用的1980西安坐標(biāo)系、1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)或地方坐標(biāo)系統(tǒng)準(zhǔn)確的移動(dòng)站的三維坐標(biāo)及其精度，其通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)站與移動(dòng)站觀測(cè)成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功，從而減少冗余觀測(cè)量，縮短觀測(cè)時(shí)間，RTK測(cè)量系統(tǒng)一般是由以下三部分組成：GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)，常規(guī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準(zhǔn)站的發(fā)射電臺(tái)與移動(dòng)站的接收電臺(tái)組成，目前較為先進(jìn)的是通過(guò)電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵。

2 RTK技術(shù)的工作特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

RTK作為一種新型的實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)，有著很多之前技術(shù)的無(wú)法達(dá)到的特點(diǎn)和自身的優(yōu)勢(shì)，主要有以下幾個(gè)方面。

（1）RTK技術(shù)的定位精度高。數(shù)據(jù)安全可靠，沒(méi)有誤差積累。只有滿足RTK的基本工作條件，RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)。

（2）作業(yè)效率高。RTK設(shè)站一次即可測(cè)完4 km半徑的測(cè)區(qū)，可大大減少傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)和測(cè)量?jī)x器的“搬站”次數(shù)，同時(shí)，在一般的電磁波下，RTK可幾秒內(nèi)得一點(diǎn)坐標(biāo)，作業(yè)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用，提高了勞動(dòng)效率。

（3）降低到作業(yè)條件要求。RTK技術(shù)受通視條件、能見(jiàn)度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，只能滿足“電磁波通視”，就可輕松地進(jìn)行快速的高精度定位作業(yè)。

（4）RTK技術(shù)作業(yè)的操作簡(jiǎn)便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，能方便快捷地與計(jì)算機(jī)及其其他測(cè)量?jī)x器通信。

（5）RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，無(wú)需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，極大減少了輔助測(cè)量工作，減少了人為誤差，保證了作業(yè)精度。

3 RTK技術(shù)的具體實(shí)際應(yīng)用和監(jiān)測(cè)

（1）對(duì)建筑物規(guī)劃放線的測(cè)量幫助。建筑物規(guī)劃放線，放線點(diǎn)既要滿足城市規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求也較高，使用RTK進(jìn)行建筑物放樣時(shí)，需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系，對(duì)于短邊，其相對(duì)關(guān)系較難滿足，在放樣的同事，還需注意的是測(cè)量點(diǎn)位的收斂精度。

（2）RTK技術(shù)的控制測(cè)量。為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測(cè)繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，而城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)導(dǎo)線大多位于地面，常被破壞，非永久性控制點(diǎn)，這就影響了工程測(cè)量的進(jìn)度，那么如何快速精確地提供控制點(diǎn)，就直接影響工作的效率，常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻，GPS靜態(tài)測(cè)量，點(diǎn)間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如業(yè)內(nèi)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工，但應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ級(jí)加密控制點(diǎn)測(cè)量無(wú)論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其具體方法是，采用RTK技術(shù)測(cè)量，只需在測(cè)量區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近空曠、視野開(kāi)闊，高度角在15°以上的范圍內(nèi)，無(wú)障礙物，附件不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾接收衛(wèi)星信號(hào)的干擾源或強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號(hào)的物體處架設(shè)基準(zhǔn)站，利用不少于3個(gè)的高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行7參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)換，要將測(cè)量精度設(shè)定在工程測(cè)量范圍誤差允許范圍內(nèi)后，直接用移動(dòng)站對(duì)中各控制點(diǎn)采用快速靜態(tài)測(cè)量，在15 km范圍內(nèi)，其定位精度可達(dá)1～2 cm，其平面精度和高程精度完全能滿足規(guī)范要求。

（3）道路的橫、縱斷放樣和土石方量計(jì)算。縱斷放樣時(shí)，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中，生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，并儲(chǔ)存起來(lái)，隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)；而橫斷放樣時(shí)，則要先確定出橫斷面形式（填、挖、半停半挖），然后把橫斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中（如邊坡坡度、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設(shè)計(jì)高），生成一個(gè)施工測(cè)設(shè)放樣點(diǎn)文件，儲(chǔ)存起來(lái)，并隨時(shí)可以到現(xiàn)場(chǎng)放樣測(cè)設(shè)。

（4）RTK技術(shù)精度定位和可靠性檢查。在系統(tǒng)設(shè)置及初始化完成進(jìn)行測(cè)量之前，要進(jìn)行必要的測(cè)量檢查，以便確?；驹O(shè)置的正確，策略數(shù)據(jù)的可靠，現(xiàn)在常用的監(jiān)測(cè)方法有以下幾個(gè)方面：①用已知點(diǎn)監(jiān)測(cè)比較，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施改正，而且經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，這種方法比較可靠；②重測(cè)比較法，設(shè)置完成后先測(cè)幾個(gè)固定點(diǎn)坐標(biāo)，如果測(cè)區(qū)已有RTK點(diǎn)，即重測(cè)已有RTK點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較；如果沒(méi)有，則可重新設(shè)置儀器，重測(cè)剛才側(cè)過(guò)的RTK點(diǎn)進(jìn)行比較，同時(shí)可用全站儀測(cè)量各測(cè)點(diǎn)間的距離和高差，用距離反算和高差較差來(lái)檢核成果的精度。

（5）RTK技術(shù)對(duì)碎部點(diǎn)測(cè)量。對(duì)碎部點(diǎn)的測(cè)量，手持安置流動(dòng)站天線的對(duì)中桿在碎步點(diǎn)上即可，RTK在空曠的地方采集速度較快，一般幾秒鐘內(nèi)可達(dá)到固定解，完成一個(gè)點(diǎn)的采集工作，而且用RTK直接測(cè)量地形特征點(diǎn)，由于RTK采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入數(shù)字成圖軟件后，所有的測(cè)量點(diǎn)均為高程點(diǎn)，所以采集時(shí)要一邊畫草圖，按碎部點(diǎn)序號(hào)記錄，到內(nèi)業(yè)時(shí)，先把觀測(cè)數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成成圖系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)格式文件，然后，在數(shù)字成圖系統(tǒng)中依據(jù)展繪的點(diǎn)位，用相應(yīng)的線型或符號(hào)繪制地形圖，對(duì)地點(diǎn)物的采集，根據(jù)數(shù)字成圖系統(tǒng)的特點(diǎn)，在一定范圍內(nèi)最好按地物分類測(cè)量。不過(guò)RTK技術(shù)也有本身的局限性，對(duì)建筑物無(wú)法直接測(cè)量屋角坐標(biāo)，在地形起伏高差較大的山區(qū)或樹(shù)木較密的林區(qū)，GPS衛(wèi)星信號(hào)被阻擋機(jī)會(huì)較多，RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸也受到極大的干擾，這樣就要等較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到固定解。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐紹銓.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，2011.

[2] 楊文府，崔玉柱.GPS-RTK的技術(shù)方法探討與對(duì)策[J].測(cè)繪工程，2008（4）.endprint