淺談GPS-RTK技術(shù)在測量中的應(yīng)用

吳榮華

（江西省基礎(chǔ)測繪院 江西南昌 330209）

淺談GPS-RTK技術(shù)在測量中的應(yīng)用

吳榮華

（江西省基礎(chǔ)測繪院 江西南昌 330209）

測繪工程的發(fā)展，對(duì)測量精度和效率要求越來越高，測量技術(shù)已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求，而RTK技術(shù)的出現(xiàn)，徹底的顛覆了傳統(tǒng)的測繪作業(yè)模式，是GPS測量中的一項(xiàng)重大突破，RTK技術(shù)廣泛應(yīng)用于測量領(lǐng)域。

RTK技術(shù)；原理；應(yīng)用

GPS是Global Positioning System （全球定位系統(tǒng)）的簡稱，是美國軍方1958年的一個(gè)項(xiàng)目［1］。最開始是以服務(wù)軍事為目的，然而經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，GPS技術(shù)不再單純的服務(wù)于軍事當(dāng)中，而是廣泛的應(yīng)用于我們的生活當(dāng)中。它的出現(xiàn)，是近代測繪技術(shù)的一次革命性的進(jìn)步，尤其是在GPS技術(shù)上發(fā)展的新技術(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)的出現(xiàn)，徹底的顛覆了傳統(tǒng)的測繪作業(yè)模式，是GPS測量中的一項(xiàng)重大突破，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工程放樣、控制測量、地形圖測繪以及導(dǎo)航等方面。

1 GPS-RTK技術(shù)的原理及優(yōu)點(diǎn)

1.1 GPS-RTK技術(shù)的原理

在GPS靜態(tài)測量中，由于各測站之間不進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，并且各種數(shù)據(jù)都是后來差分處理的，所以無法實(shí)時(shí)地得到各測站點(diǎn)的坐標(biāo)值。而RTK技術(shù)是以載波相位為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分測量，其作業(yè)原理是:安置一臺(tái)GPS接收機(jī)在基準(zhǔn)站上，并同時(shí)連接發(fā)射電臺(tái)，可以實(shí)時(shí)地提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定向結(jié)果，并能夠在一定范圍內(nèi)實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)的定位精度，是一種高效的定位技術(shù)。

1.2 GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）作業(yè)效率高RTK技術(shù)只需一站就可完成半徑為4 km區(qū)域測量，大幅度的減少所需的控制點(diǎn)數(shù)量和搬移測量儀器的次數(shù)，并且單人就可以操作，幾秒鐘即可獲取點(diǎn)坐標(biāo)，具有非常高效率高質(zhì)量的優(yōu)勢。

（2）定位精度高，在一定范圍內(nèi)RTK技術(shù)可以實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)的定位精度，且RTK測量的數(shù)據(jù)可靠、準(zhǔn)確。

（3）外界影響因素少，一般RTK技術(shù)只需滿足電磁波通視就可以測量，而不需要像傳統(tǒng)要求一樣達(dá)到光學(xué)通視。所以影響和限制傳統(tǒng)測量因素如通視條件、能見度、氣候以及季節(jié)等對(duì)RTK技術(shù)造成的影響比較小。

（4）功能強(qiáng)大，由于RTK技術(shù)的自動(dòng)化、集成化程度高特性，使得他能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)許多測繪功能，不需要人為操作，避免了做輔助測量下的人為因素造成的誤差，保證了精度準(zhǔn)確。

（5）操作簡便，設(shè)置簡單，操作簡便，可以實(shí)時(shí)獲取測量結(jié)果坐標(biāo)，直接進(jìn)行坐標(biāo)放樣，同時(shí)具備數(shù)據(jù)的輸入、儲(chǔ)存、處理、轉(zhuǎn)換以及輸出等多項(xiàng)功能，可以方便快速連接通信計(jì)算機(jī)及其他測量儀器。

2 GPS-RTK技術(shù)在測量中的應(yīng)用

2.1 GPS-RTK在地籍測量中的應(yīng)用

地籍測量是土地管理工作的重要基礎(chǔ)，它的好壞將會(huì)嚴(yán)重的影響土地管理工作。傳統(tǒng)的地籍測量方法是在對(duì)控制點(diǎn)和對(duì)宗地界址點(diǎn)進(jìn)行碎部測量前用全站儀的導(dǎo)線測量控制點(diǎn)后再設(shè)定控制點(diǎn)。然而傳統(tǒng)方法存在許多不足之處，像準(zhǔn)確度達(dá)不到要求等，這使得地籍測量中的準(zhǔn)確度受到影響。

而RTK技術(shù)平面精度、高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且RTK測量的數(shù)據(jù)可靠、準(zhǔn)確，運(yùn)用在地籍測量中可以大幅度提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，同時(shí)還可以以節(jié)省大量的人力、人數(shù)，并且大大的提高了工作效率，提高作業(yè)速度。因此，隨著GPS-RTK技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用，給地籍測量帶來了技術(shù)性的變革，改變了傳統(tǒng)的地籍測量模式。

然而GPS-RTK技術(shù)也存在一些問題有待解決，如對(duì)環(huán)境的影響比較大，設(shè)置點(diǎn)位不能設(shè)置在高樓或植被密集以及大片水域的地方，同時(shí)得遠(yuǎn)離高壓線和電磁波的影響，信號(hào)的接收也易受到天氣，衛(wèi)星的影響。

2.2 GPS-RTK技術(shù)在道路測量中的應(yīng)用

公路道路測量精度是道路工程施工的重要因素。而在傳統(tǒng)測量當(dāng)中，測量技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量，數(shù)據(jù)后處理的結(jié)果就是容易造成道路測量的誤差較大，嚴(yán)重影響到了道路建設(shè)的后續(xù)工作。

GPS-RTK技術(shù)的研究和在道路測量的應(yīng)用，其厘米級(jí)的精度和實(shí)時(shí)測量的優(yōu)點(diǎn)完美的解決了傳統(tǒng)道路測量中出現(xiàn)的問題。如工程放樣是是實(shí)地測量的首要步驟，也是當(dāng)前測量的重點(diǎn)所在。由于放樣位置直接關(guān)聯(lián)著工程整體的質(zhì)量，因此對(duì)于放樣控制點(diǎn)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)及坐標(biāo)系等幾方面的求解措施就極為重要了。而應(yīng)用RTK技術(shù)，道路測量人員需要將放樣點(diǎn)、線以及各樁號(hào)等信息參數(shù)輸入到儀器的RTK技術(shù)資料庫中，分析道路測量數(shù)據(jù)，就可以RTK技術(shù)資料庫中提取預(yù)置坐標(biāo)等資料，用圖形化方式將各坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行連接，使之完全顯示在操作者面前。在圖形展現(xiàn)過程中不斷對(duì)測量點(diǎn)位所呈現(xiàn)出的精度水平進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)測量精度與道路測量預(yù)期值相一致時(shí)，即可以結(jié)束放樣測量工作。在此過程中單人即可完成所有的放樣點(diǎn)位設(shè)置、數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)算處理、圖形架構(gòu)等一系列工作，節(jié)約了工程測量過程中人力、物力資源投入，為工程施工提供了更為直觀的數(shù)據(jù)。RTK技術(shù)尤為適用地形復(fù)雜的地區(qū)道路測量工作中，能夠顯著提高測量工作效率，是當(dāng)前道路測量必不可少的測量手段。

RTK技術(shù)應(yīng)用到公路道路測量工作中，能夠顯著提高測量精度，且具有全天候作業(yè)的能力，直接推動(dòng)了我國道路工程建設(shè)工作發(fā)展進(jìn)程，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.3 GPS-RTK技術(shù)在地形測量中的應(yīng)用

隨著測繪工程的發(fā)展，工程越來越龐大，對(duì)測量精度和效率要求越來越高，常規(guī)的地形測量技術(shù)已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求，RTK技術(shù)的出現(xiàn)則很好的滿足了這個(gè)要求?，F(xiàn)如今一般地形測量是以靜態(tài)測量控制點(diǎn)方法進(jìn)行測量的，并在此基礎(chǔ)上用RTK技術(shù)來完成碎部測量。

RTK技術(shù)在實(shí)際測圖過程中，僅需一人拿著儀器在要測量地物或地貌特征點(diǎn)上1～2分鐘，并在儀器上輸測量地物或地貌特征點(diǎn)，就能將相應(yīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，以此為依據(jù)通過繪圖軟件進(jìn)行編繪，輸入要完成的地形圖數(shù)據(jù)，就能完成地形圖。RTK技術(shù)在地形測量中應(yīng)用，不僅節(jié)省大量人力、物力，同時(shí)也能避免傳統(tǒng)測量中通視問題，尤其是在起伏較大的山地中使用，能使其工作效率得到顯著的提高。

3 結(jié)束語

GPS-RTK技術(shù)具有高精度、高效率、高質(zhì)量、易操作、省時(shí)省力實(shí)時(shí)觀測等多方面優(yōu)勢，同時(shí)RTK技術(shù)也能對(duì)常規(guī)方法無法定位的坐標(biāo)進(jìn)行定位。它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在測繪、交通、能源、城市建設(shè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

［1］徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng).GPS測量原理及應(yīng)用.武漢:武漢大學(xué)出版社，2008，10-12.

［2］劉基余.GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法 ［M］.北京:科學(xué)出版社，2003，23-26.

［3］王俊.淺淡GPS-RTK在地形測量中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2008，14.

［4］張金榮.GPSRTK在地籍測量中應(yīng)用 ［J］.黑龍江科技信息，2010，59：8.60-80.

［5］楊志華.RTK技術(shù)在道路測量中的應(yīng)用［J］.成功（教育），2013.

［6］張京禮，李華.GPS-RTK技術(shù)在道路測量中的應(yīng)用［J］.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010.

［7］喬巍，魏皖民.RTK GPS在地形測量、地籍土地管理中的應(yīng)用［J］.廣東科技，2011.