RTK技術(shù)在龍門地形圖測繪中的應(yīng)用

【摘要】RTK技術(shù)即實時載波相位差分技術(shù)，是實時處理兩個測點載波相位測量的差分方法，是一種高效的定為技術(shù)。RTK技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于地形、地籍和房地產(chǎn)測量等當(dāng)中，大大提高了測繪效率及精度。

【關(guān)鍵詞】GPS定位；地形測繪；控制測量；優(yōu)點缺點對比

20世紀(jì)初，隨著無線電技術(shù)的發(fā)展，各種無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。其基本原理與測量學(xué)中測定點位的方法十分相似。與天文定位相比，無線電定位無論是在定位速度還是在自動化程度方面都有了長足的進步，而且定位已基本不受氣候條件的限制。RTKGPS測量系統(tǒng)主要由GPS接收機、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)三部分組成。

1、GPS接收機

RTKGPS測量系統(tǒng)中至少應(yīng)包含兩臺GPS接收機，其中一臺安置于基準(zhǔn)站上，另一臺或若干臺分別安置于不同的用戶流動站上?；鶞?zhǔn)站應(yīng)設(shè)在測區(qū)內(nèi)較高點上，且觀測條件良好的已知點上。

2、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

基準(zhǔn)站同用戶流動站之間的聯(lián)系是靠數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（簡稱數(shù)據(jù)鏈）來實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備是完成實時動態(tài)測量的關(guān)鍵設(shè)備之一，由調(diào)制解調(diào)器和無線電臺組成。

3、RTK技術(shù)測量

RTK技術(shù)的測量速度主要由初始化所需時間決定，初始化所需時間又由RTK技術(shù)差別（各種機型有不同的快速解算技術(shù)）、接收衛(wèi)星的數(shù)量和質(zhì)量、RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量等因素決定，快速解算技術(shù)越先進，在一定的高度角下接收到的衛(wèi)星數(shù)量越多、質(zhì)量越好，RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量越高，初始化所需時間就越短。

4、實例

4.1測區(qū)概況及已有測繪資料 測區(qū)位于龍門石窟西，東臨洛欒公路，西臨王城大道，交通便利。測區(qū)內(nèi)多是5-6年生的松、柏、果樹等樹木，灌木、雜草叢生，通視條件差，人行困難。測區(qū)是以一大溝為中心向南北兩側(cè)擴展，地形多以陡坎為主。測區(qū)面積3.5平方公里。本次測繪收集1997年西安煤航公司為洛陽市所做C、D級GPS點3個。經(jīng)實地踏勘，點位保存完好。成果為1980西安坐標(biāo)系，1985年國家高程基準(zhǔn)，可以做為本次控制測量的起算點。

4.2作業(yè)依據(jù)、設(shè)備和人員安排 （1）、作業(yè)依據(jù)主要有：《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》；（GB/T18314-2001）《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》（CJJ73-97）；《1：500，1：1000，1：2000地形圖圖式》（GB/T7929-1995）；項目合同書中有關(guān)的特殊要求。（2）、采用的儀器設(shè)備有南方公司靈銳S82型RTK基準(zhǔn)站雙頻接收機一臺，靈銳S82型RTK流動站雙頻接收機兩臺，CASS5.1成圖軟件一套，戴爾筆記本一臺及相關(guān)通訊設(shè)備。該儀器標(biāo)稱精度：平面精度1cm+1ppm，高程精度2cm+1ppm。GPS接收機在作業(yè)前均通過檢測，性能和精度均符合標(biāo)稱精度。（3）、人員安排：基準(zhǔn)站一人；每個流動站兩人，一人操作儀器，一人繪制草圖，總共需五人。

4.3控制加密 根據(jù)合同要求需在測區(qū)布置八個首級控制點，然后再進行二級控制加密。根據(jù)設(shè)計在測區(qū)內(nèi)埋設(shè)好控制樁，要求相臨的兩個點通視。

4.4精度要求 控制加密精度符合小表要求。

4.5外業(yè)數(shù)據(jù)采集 根據(jù)項目合同要求和踏勘所了解的測區(qū)情況，認(rèn)真編寫詳細(xì)的外業(yè)觀測計劃。（1）基準(zhǔn)站的布設(shè)?；鶞?zhǔn)站的點為應(yīng)便于安置接受設(shè)備和操作，視野開闊，考慮到GPS電臺的功率和覆蓋能力，應(yīng)盡量架在制高點上，以獲得最大數(shù)據(jù)通訊半徑。（2）基準(zhǔn)站設(shè)置?；鶞?zhǔn)站的架設(shè)比較靈活，即可架在已知點上，也可架在未知點上。（3）流動站工作。流動站接收機和電臺接通后，接受機在接到GPS衛(wèi)星號的同時，也接收到了由數(shù)據(jù)通訊電臺發(fā)送來的偽距差分改正數(shù)和載波相位測量數(shù)據(jù)。測量人員就能在很短的時間內(nèi)獲得所在位置的三維坐標(biāo)。

4.6碎部點數(shù)據(jù)采集 經(jīng)過校正后，流動站就可正常工作了。測量人員就可以在所需要測的地形地物點上立桿，獲取該點的三維坐標(biāo)，查看點位精度是否符合要求，并畫草圖。

4.7內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 當(dāng)天外業(yè)采集的數(shù)據(jù)回到室內(nèi)及時處理，以免丟失。通過專用的軟件處理并結(jié)合繪制的草圖和特征編碼繪制成圖。

5、結(jié)論

通過用RTK測地形圖的實例應(yīng)用，可得出如下結(jié)論：

5.1RTK技術(shù)的優(yōu)點 （1）作業(yè)效率高。僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點坐標(biāo)，作業(yè)速度快，勞動強度低，節(jié)省了外業(yè)費用，提高了勞動效率。（2）定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累。（3）降低了作業(yè)條件要求。RTK技術(shù)不要求兩點間滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”，只要滿足RTK的基本工作條件，它也能輕松地進行快速的高精度定位作業(yè)。（4）RTK作業(yè)自動化、集成化程度高，測繪功能強大。（5）操作簡便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強。只要在設(shè)站時進行簡單的設(shè)置，就可以邊走邊獲得測量結(jié)果坐標(biāo)或進行坐標(biāo)放樣。

5.2RTK的不足及其解決辦法 （1）受衛(wèi)星狀況限制。當(dāng)衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國是最佳的時候，世界上有些國家在某一確定的時間段仍然不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋，容易產(chǎn)生假值。作業(yè)時間受限制可由選擇作業(yè)時間來解決。（2）天空環(huán)境影響。白天中午，受電離層干擾大，共用衛(wèi)星數(shù)少，常接受不到5顆衛(wèi)星，因而初始化時間長甚至不能初始化，也就無法進行測量。（3）數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離小的問題。解決這類問題的有效辦法是把基準(zhǔn)站布設(shè)在測區(qū)中央的最高點上。（4）高程異常問題。RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但我國現(xiàn)有的高程異常圖在有些地區(qū)，尤其是山區(qū)，存在較大誤差，精度也不均勻。（5）電量不足問題。RTK耗電量較大，需要多個大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè)，在電力供應(yīng)缺乏的偏遠(yuǎn)作業(yè)區(qū)受到限制。