工程測量RTK技術作業(yè)流程及注意事項

胡德陛　申成峰

[摘 要]本文以工程測量RTK技術為例；深入分析了RTK技術的主要優(yōu)勢、作業(yè)流程、注意事項及測量成果的質(zhì)量控制要點，進而提高工程測量效率。

[關鍵詞]工程測量；RTK技術；作業(yè)流程；注意事項

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0383-01

前言

RTK定位技術是GPS技術的一個新的里程碑，它大大地提高了測量效率并開拓GPS新應用領域。GPS—RTK從根本上改變了測量工作的傳統(tǒng)作業(yè)方式，RTK定位技術以精度高、速度快、費用省，操作簡便等優(yōu)良特性被廣泛應用于控制測量、工程測量、礦山測量、地形測量、城市規(guī)劃測量、土地勘測定界測量等等當中。

1、工程測量RTK技術的主要優(yōu)勢

1.1 作業(yè)效率高：在一般的地形地勢下，高質(zhì)量的RTK設站測量覆蓋率4--5km半徑的區(qū)域，大大減少了傳統(tǒng)測量所要求的控制點數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù)。僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點的坐標和高程。作業(yè)速度快，減輕了作業(yè)者勞動強度，節(jié)省了外業(yè)費用，提高了勞動效率。

1.2 定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累，只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)（一般為4km），RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級。

1.3 降低了作業(yè)條件要求：RTK技術不要求兩點間通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此，和傳統(tǒng)測量相比，RTK技術受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測量看來由于地形復雜、地物障礙而造成的難通視地區(qū)，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)。

1.4 RTK作業(yè)自動化、集成化程度高，測繪功能強大：RTK可勝任很多種外業(yè)測繪。流動站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預便可自動實現(xiàn)多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減少了常規(guī)測量儀器人為操作誤差，保證了作業(yè)精度。

1.5 操作簡便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強：只要在設站時進行簡單的設置，就可以邊走邊獲得測量結(jié)果數(shù)據(jù)或進行坐標放樣。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強，能方便快捷地導入計算機，手簿的使用簡單易學。

2、工程測量RTK技術的作業(yè)流程

2.1 內(nèi)業(yè)準備

在實施RTK 外業(yè)測量前，應事先收集測區(qū)的小比例尺地形圖，必要時進行野外踏勘， 根據(jù)城市測量的特點完成內(nèi)業(yè)的準備工作。主要包括以下幾方面的內(nèi)容：①根據(jù)工程項目，設定工程名稱；②若已知坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，則輸人手簿；③若無坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，應整理測區(qū)的已知控制點資料，控制點應盡可能均勻分布在測區(qū)周圍，使得所測點均在已知點的包圍之內(nèi)，盡可能避免從一端向另一端無限制的外推?？刂泣c所處的位置和周圍的條件應符合GPS作業(yè)的要求；④實施工程放樣時，內(nèi)業(yè)輸人每個放樣點的設計坐標，以便野外實時、準確放樣。

2.2 求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)

城市測量是在地方獨立坐標系上進行的，這就存在WGS -84 坐標和地方獨立坐標系的坐標轉(zhuǎn)換問題。由于RTK 作業(yè)要求實時給出當?shù)刈鴺?，這使得坐標轉(zhuǎn)換工作非常重要。根據(jù)總體規(guī)劃和工程需要，求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)可按如下步驟進行：首先在測區(qū)以GPS靜態(tài)方式布設均勻分布的高等級GPS控制點，獲得各點的WGS -84 坐標和地方坐標系下的坐標，利用同一點的兩種坐標求出轉(zhuǎn)換參數(shù)。

2.3 基準站的選定原則

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準站發(fā)射電臺和流動站接收電臺組成，它們是實時動態(tài)測量的關鍵設備。穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)鏈是動態(tài)初始化的前提。保持高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，可以減少整周模糊度的解算時間，大大提高主作效率，所以基準站的安置是順利實施RTK 作業(yè)的關鍵之一，基準站安置應滿足下列條件：①基準站可設立在有精確坐標的已知點上，也可設在未知點上；②基準站安置應選擇地勢較高、視空無遮擋、電臺有良好覆蓋域的地方，城市測量首選測區(qū)高大建筑物上；③為防止數(shù)據(jù)鏈的丟失和多路徑效應，基準站周圍應無GPS信號反射物，200m 范圍內(nèi)無高壓電線、電視臺、無線電發(fā)射臺等干擾源；④考慮到南北極附近是衛(wèi)星的空洞區(qū)，電臺的天線應架設在GPS接收機的北方。

2.4 RTK施測步驟

野外作業(yè)時，基準站安置在選定的控制點上，打開接收機輸人點號、天線高、WGS-84 的已知坐標；設置完畢檢查接收的GPS衛(wèi)星數(shù)5顆。檢查電臺發(fā)射指示燈是否正常，基準站設置完成。流動站選擇與基準站電臺相匹配的電臺頻率，檢查電臺接收指示燈是否正常，檢查接收衛(wèi)星顆數(shù)4顆，流動站可開始測量任務。先聯(lián)測1 個～2 個已知控制點，評定測量精度，滿足設計要求后開始測量任務。實時動態(tài)RTK 數(shù)據(jù)處理相對簡單，外業(yè)測量采集的實測坐標通過手簿的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，直接下載到計算機內(nèi)。經(jīng)整理、分類、判斷形成文件后直接打印出來。

3、工程測量中RTK技術的注意事項

RTK 技術在城市測量中有廣闊的應用前景，但是由于城市特殊的環(huán)境，存在諸多的不利于RTK 作業(yè)的因素，諸如強大的無線電網(wǎng)絡、高大的建筑物、繁忙的交通等。

3.1 由于實時動態(tài)RTK 的測量與衛(wèi)星分布以及數(shù)據(jù)鏈的性能有關，而且各觀測值都是獨立觀測的，所以應在開始觀測前聯(lián)測其他已知點進行對比，以確定基準站和流動站各參數(shù)設置是否正確，以及數(shù)據(jù)鏈通訊是否正常。在觀測一段時間或儀器失鎖以及觀測結(jié)束前都進行這一檢測，這樣可以有效地判斷儀器是否處于正常狀態(tài)，從而確保觀測成果的可靠性；

3.2 為提高觀測成果的精度，流動站宜采用帶支架的對中桿，這樣流動站天線穩(wěn)定性好、對中整平誤差小，同時在采集數(shù)據(jù)時應等待數(shù)據(jù)跳動變化在設計要求實時采集；

3.3 RTK 作業(yè)時，有時會出現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈不穩(wěn)定的現(xiàn)象?？赡苁怯捎诹鲃诱靖浇嬖谂c電臺頻率相同的外界無線電，干擾了數(shù)據(jù)的傳輸。這時應通知基準站測量人員重新選擇電臺發(fā)射頻率， 流動站也重新選擇接收頻率；也可能是電臺的電量不足，應及時充電；

3.4 在RTK 測量過程中，有時會出現(xiàn)在某個區(qū)域或一個時間段里，解算時間較長甚至無法獲取固定雙差解的情況。這可能是由于周圍存在如反射性強的建筑物、水面、臨時停車等反射物引起多路徑現(xiàn)象，可選擇復位后重新觀測記錄；也可能沒有足夠的衛(wèi)星可用或衛(wèi)星分布不利，可選擇適當提高截止高度角或刪星；

3.5 在房屋密集區(qū)域，或在林木茂盛的地方，由于天空通視條件的限制，RTK 無法確定其坐標位置，應采用常規(guī)測量方法。

4、RTK工程測量成果的質(zhì)量控制

研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95%，RTK比靜態(tài)GPS還多出一些誤差因素如數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差等。因此，和GPS靜態(tài)測量相比，RTK測量更容易出錯，必須進行質(zhì)量控制。

4.1 已知點檢核比較法。即在布測控制網(wǎng)時用靜態(tài)GPS或全站儀多測出一些控制點，然后用RTK測出這些控制點的坐標進行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。

4.2 重測比較法。每次初始化成功后，先重測1—2個已測過的RTK點或高精度控制點，確認無誤后才進行RTK測量。

4.3 電臺變頻實時檢測法。在測區(qū)內(nèi)建立兩個以上基準站，每個基準站采用不同的頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù)，流動站用變頻開關選擇性地分別接收每個基準站的改正數(shù)據(jù)從而得到兩個以上解算結(jié)果，比較這些結(jié)果就可判斷其質(zhì)量高低。

5、結(jié)束語

綜上所述，隨著RTK 技術的日趨成熟，必將更好地服務于城市測量。極大地方便了測量工作者的日常工作，隨著其技術的不斷進步，必將給測量工程帶來更大的便利，其在測量中的應用領域也將更為廣泛。