RTK技術(shù)在放線測(cè)量中的應(yīng)用

張佑林

摘 要：介紹了RTK技術(shù)的基本原理、優(yōu)點(diǎn)、局限性及其應(yīng)用，希望能夠提高放線測(cè)量工作的技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù)；放線測(cè)量；參數(shù)設(shè)置；測(cè)量精度

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.147

1 RTK技術(shù)的基本原理

RTK技術(shù)是一種GPS技術(shù)與數(shù)據(jù)傳送技術(shù)相結(jié)合的實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，主要由數(shù)據(jù)的傳輸設(shè)備、GPS的接收設(shè)備和軟件系統(tǒng)三個(gè)部分組成。其基本原理是將GPS接收機(jī)設(shè)立在基準(zhǔn)站中，觀測(cè)可以接收到的GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，然后使用專門的無線電傳輸設(shè)備把觀測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫔系挠脩粲^測(cè)站。在用戶觀測(cè)站中，GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)接收GPS傳輸?shù)男盘?hào)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，測(cè)算出整周模糊度內(nèi)的未知數(shù)值，精確計(jì)算用戶觀測(cè)站的坐標(biāo)。這樣就能有效確定基準(zhǔn)站、用戶站的觀測(cè)結(jié)果，最終確定計(jì)算結(jié)果的有效性，減少不必要的觀測(cè)數(shù)值，從而縮短測(cè)量時(shí)間，提高放線測(cè)量的工作效率。

2 RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性

2.1 RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有：①能夠確保定位的精確度和有效性。只有符合RTK技術(shù)的應(yīng)用條件，才能使定位結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。在一定的檢測(cè)范圍內(nèi)，RTK技術(shù)的平面精確度、高程精確度能夠精確到厘米。②工作效率高。在絕大部分地形條件下，RTK技術(shù)都能夠在5 000 m半徑區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)量工作。與以往的測(cè)量技術(shù)相比，RTK控制點(diǎn)的數(shù)量比較少，只需一個(gè)人操作，節(jié)省了大量的人力。RTK技術(shù)在操作時(shí)只需設(shè)立2個(gè)放樣點(diǎn)，且每個(gè)放樣點(diǎn)只需停留1～2 s，就能夠進(jìn)行光學(xué)通視的操作。③干擾因素較少，能夠全天候作業(yè)。RTK技術(shù)屬于自動(dòng)化作業(yè)模式，集成化功能強(qiáng)大，能夠完成各種各樣的放線外業(yè)。在流動(dòng)站內(nèi)，應(yīng)盡量使用高效的手持操作方式和內(nèi)設(shè)的專業(yè)軟件自動(dòng)檢測(cè)并完成放線工作。這樣做能降低誤差，有效提高作業(yè)的準(zhǔn)確度和精度。

2.2 RTK技術(shù)的局限性

RTK技術(shù)也有局限性，主要表現(xiàn)在：①信號(hào)傳輸工作容易受到空通視環(huán)境的影響。在城市密集區(qū)、林區(qū)等地開展作業(yè)的時(shí)候，GPS發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)容易被干擾，導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度降低，容易產(chǎn)生失鎖的情況，最終難以開展初始化工作，影響了測(cè)量工作的正常開展。②容易受到高程異常等因素的影響。RTK技術(shù)的作業(yè)模式要求在轉(zhuǎn)換高程時(shí)一定要準(zhǔn)確，但目前許多高程異常的分布圖在某些地區(qū)存在較大差距，甚至某些地區(qū)還處于空白狀態(tài)，導(dǎo)致測(cè)量工作難度較大，將GPS高程轉(zhuǎn)換到海拔高程都變得較為困難，得到的數(shù)據(jù)也不夠準(zhǔn)確，不利于保證RTK技術(shù)高程測(cè)量的精度。

3 RTK測(cè)量方法

3.1 直線放樣

首先要確定一條直線，然后按照要求計(jì)算直線上面各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，最后把計(jì)算出的坐標(biāo)自動(dòng)存檔，放入放樣點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件中。直線放樣有兩種方法：①使用直線兩個(gè)端點(diǎn)的二維直角坐標(biāo)或三維直角坐標(biāo)定義直線；②使用直線的坐標(biāo)角和坡度以及直線的起點(diǎn)坐標(biāo)來定義直線。

坐標(biāo)計(jì)算方法有三種，分別是按照固定間距計(jì)算、按照固定段數(shù)計(jì)算和按照任意距離計(jì)算。完成坐標(biāo)計(jì)算后，就可以開始單點(diǎn)放樣，完成實(shí)地放樣工作。

3.2 收集測(cè)區(qū)控制點(diǎn)的資料

在放線測(cè)量工作中，要先制訂工作計(jì)劃和實(shí)施方案，收集測(cè)區(qū)資料，并根據(jù)實(shí)際情況編制測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書；然后組織相關(guān)人員設(shè)置項(xiàng)目部門，包括檢查組和技術(shù)組，并通過不同測(cè)繪儀器和器材進(jìn)行測(cè)量，采集地形和野外數(shù)據(jù)，包括高程數(shù)據(jù)、地形平面位置和各地物點(diǎn)；最后完成質(zhì)量檢查與驗(yàn)收工作。

3.3 測(cè)區(qū)布置和參數(shù)設(shè)置

在放樣測(cè)量之前，應(yīng)合理布置整個(gè)測(cè)區(qū)。通常情況下，要把測(cè)區(qū)分為多個(gè)不同的測(cè)段，并使每個(gè)測(cè)段內(nèi)的控制點(diǎn)均勻分布；與此同時(shí)，還應(yīng)該設(shè)置對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)，例如定義要求的衛(wèi)星高度角、限象差、系統(tǒng)坐標(biāo)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置等。

3.4 求出測(cè)區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)

要將求取的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)參數(shù)，需合理選擇控制網(wǎng)內(nèi)已知的點(diǎn)，然后得出轉(zhuǎn)換參數(shù)，給RTK技術(shù)測(cè)量打好基礎(chǔ)。在具體工作中，應(yīng)該按照控制點(diǎn)的實(shí)際分布情況，在每個(gè)測(cè)段中選出至少3個(gè)坐標(biāo)控制點(diǎn)，然后通過數(shù)據(jù)資料得到選用點(diǎn)的高程，最后利用相關(guān)軟件和系統(tǒng)得到各個(gè)測(cè)段的轉(zhuǎn)換參數(shù)。另外，要想獲得RTK技術(shù)的高程，還要在取測(cè)段得出較為精準(zhǔn)的高程異常的模型。

3.5 基準(zhǔn)站的選定和安置

基準(zhǔn)站應(yīng)該設(shè)在有利于衛(wèi)星信號(hào)接收和電臺(tái)信息發(fā)射的地區(qū)。在設(shè)置完外業(yè)基準(zhǔn)站后，要先開機(jī)、輸入天線高，然后設(shè)置無線電和有關(guān)系統(tǒng)，最后再啟動(dòng)基準(zhǔn)站。完成外業(yè)作業(yè)的測(cè)量后，要將數(shù)據(jù)傳到內(nèi)業(yè)軟件，然后轉(zhuǎn)換成需要的數(shù)據(jù)類型。在測(cè)定地物點(diǎn)和界址點(diǎn)前，如果在首級(jí)控制網(wǎng)下使用傳統(tǒng)的方法，會(huì)加密圖根導(dǎo)線和一級(jí)、二級(jí)導(dǎo)線，隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，目前可以使用GPS靜態(tài)模式設(shè)置導(dǎo)線，而在放線測(cè)量變更時(shí)，如果原有的已知點(diǎn)受到了較多破壞，也能夠選擇GPS靜態(tài)模式加密導(dǎo)線。

3.6 野外放樣測(cè)量

通過衛(wèi)星預(yù)報(bào)的方法，能夠選擇最佳的觀測(cè)時(shí)間。在實(shí)測(cè)中，需要在流動(dòng)站內(nèi)正確地輸入各項(xiàng)參數(shù)和設(shè)計(jì)線路的坐標(biāo)，并做好初始化工作。

3.7 RTK技術(shù)精度統(tǒng)計(jì)和誤差分析

為了確保放線工作的可靠性，應(yīng)該先檢測(cè)RTK技術(shù)放線的平面精度。對(duì)此，可以通過以下方法來降低誤差：①利用差分法計(jì)算或相對(duì)定位來降低誤差；②選擇合適的衛(wèi)星高度角、基線范圍，有效避開遮擋物的干擾，并選擇合適的轉(zhuǎn)換參數(shù)和測(cè)段范圍，以降低誤差，提高測(cè)量工作精度。

4 結(jié)束語

綜上所述，目前RTK技術(shù)在放線測(cè)量工作中的應(yīng)用范圍越來越廣，RTK技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著高精度GPS進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，對(duì)放線測(cè)量工作有很大的促進(jìn)作用?；诖?，我們應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，從而提高放線測(cè)量工作的技術(shù)水平，促進(jìn)測(cè)量工作的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李曉亮，董博.網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在城市規(guī)劃測(cè)量中的應(yīng)用[J].北京測(cè)繪，2013（01）.

〔編輯：王霞〕

Abstract： This paper introduces the basic principle， advantages， limitations and applications of RTK technology in the hope that it can improve the technical level of the measurement work.

Key words： RTK technology； measurement； parameter setting； measurement accuracy