淺談RTK在城市規(guī)劃控制測量中的使用體會

【摘要】隨著科學技術的飛速發(fā)展，人們對于城市規(guī)劃建設的要求也逐漸提升。尤其是對其精準度定位的要求也開始增加。伴隨著RTK技術的逐漸完善，RTK技術運用GPS載波相位觀測量，并且通過參考站和移動站之間觀測差距的相關性，以差分的模式拜托移動站觀測數(shù)據(jù)中的錯誤率為基礎，有效的完成高精度，甚至精確到分米和厘米的定位，在測量范圍中深受青睞。

【關鍵詞】RTK技術；城市測量；現(xiàn)狀

RTK實時動態(tài)差分法，是現(xiàn)在最為普遍的一種GPS測量的方式，和傳統(tǒng)的靜態(tài)、迅速靜態(tài)、動態(tài)測量存在很大的不同，后者都要在事后進行解算，才可以取得達到厘米級別的精度。因為RTK測量技術的精確度高、具有實時性和效率性，所以在城市測繪的過程中使用十分廣泛。

1、RTK技術的主要內容和優(yōu)勢

1.1主要內容

RTK定位技術和GPS測量技術以及數(shù)據(jù)傳播技術的相互融合，是以載波相位觀測值為基礎的動態(tài)定位技術，能夠有效的反映出側站點在相應坐標系中的三維定位狀況，并且準確度達到厘米。RTK的工作基礎就是在RTK作業(yè)的情況下，基準站利用數(shù)據(jù)鏈把其中的觀測資料和測站坐標情況一起傳送給流動站。流動站不但要利用數(shù)據(jù)鏈來接受通過基準站傳遞而來的數(shù)據(jù)，還要利用GPS進行觀測，并且在系統(tǒng)中建立差分觀測值，并且進行有效的處理，使其達到厘米的定位程度，其中耗時只有一秒。而且流動站不但能夠處于靜止的狀態(tài)，也可以處于不斷運動的狀態(tài)；還可以在穩(wěn)定的位置先進行初始化運作，再次進行動作運作；還可以在動態(tài)環(huán)境中直接開機，并且在運動的環(huán)境中對整體模糊度進行相關的研究。在整體未知數(shù)解穩(wěn)固之后，還可以對各個歷元進行相關的處理，并且維持在四顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，就可以讓流動站進行厘米級別的定位。RTK測量體系通常由三個部分構成，分別是：GPS接收設備、數(shù)據(jù)傳播設備、軟件體系。數(shù)據(jù)傳播系統(tǒng)是由基準站的發(fā)射電臺和移動站的接收電臺融合而成的，它是對實際測量信息進行及時反應的有利武器。軟件體系能夠有效的推算出以移動站中三維坐標的相關信息。

1.2 RTK技術在測量環(huán)境中的獨特優(yōu)勢

隨著科學技術的不斷發(fā)展，RTK測量技術也是在科學技術的環(huán)境中應運而生的，不但具有GPS測量的特征，還具有其獨特優(yōu)勢，就是觀測時間短暫，能夠對坐標的相關內容進行實際的解算。主要包含以下幾方面的內容：首先，測量過程公開化，能夠進行動態(tài)的觀測。從而及時的反映出坐標的定位情況，從而有效的完成三維實時動態(tài)放樣、快速成圖的工作。再者觀測時間短暫。如果觀測情況良好，可以在3到5秒之內獲得準確度比較高的三維坐標信息；還有整天作業(yè)。只要在測點能夠收獲四顆星GPS衛(wèi)星信號，就可以在任意的時間內持續(xù)進行工作；再者就是操作比較方便，自動化水平比較高，有效的減少了工作的數(shù)量，RTK測量達到了智能化的水平，觀測人員要對天線進行對中整平，測量天線高，通過電源的開啟就可以進行自動化的觀察；最后側站點之間不需要進行通視，可以順應多種地形。各個站之間是獨立的觀測值，誤差的情況不會持續(xù)傳遞。

2、RTK技術在城市測量中的實際效用

2.1把控測量

為了進一步提升城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)的測繪水準，城市控制網(wǎng)的主要特征有控范圍大、精準度高、使用較普遍等，城市的優(yōu)質一級、二級、三級導線點很多都是在地面以上，隨著經濟的迅速發(fā)展，這些控制點也受到了損害，從而阻礙了工程測量的發(fā)展，怎樣有效的抱我控制點，是提升工作進度的關鍵所在。普通的控制測量像是導線測量，需要點與點之間進行通視，耗費時間和精力，并且精準度不強。GPS靜態(tài)測量，點間不需要利用通視，就可以獲得較高的精準度，但是要在事后進行資料的處理，不能及時掌握定位信息，像是內業(yè)出現(xiàn)精度問題要即刻返工。使用RTK技術在精準度上和工作效率中都具有不可比擬的優(yōu)勢。

2.2地區(qū)地籍測量

過去的方式要構建大量的導線來測量相關的平高點，內業(yè)還要進行空三加密。使用RTK技術測量，只用在測量范圍或是相近部位的高等級控制點中構架基準站，如果測試區(qū)或測試區(qū)周圍沒有高等級控制點，就要先進行加密處理，流動站能夠對各像控制點中的平面坐標和高程進行測量，對不容易構建的像控點，使用手薄中的交會法等方式來測量像控點的精準度。和過去的工作模式進行比較，它不需要逐步去建設控制點；和靜態(tài)的GPS進行比較，減少了工作的時間，也提升了工作的質量，使得工作效率事半功倍，具體的操作過程如下：

1） 在初步嘗試階段，根據(jù)所選擇的GPS儀器，首先劃分出該城區(qū)移動站中行之有效的工作范圍，對該城區(qū)的D級GPS3維控制網(wǎng)點設立選定對象，構建本次地籍測量工作的基本模型，在使用這些控制點中的WGS - 84 坐標和1954 年北京坐標結果來推算出PTK測量的坐標轉換參數(shù)。

2） 選用基準框架網(wǎng)中的一個RTK測量基準網(wǎng)點，構建RTK基準站，移動站在基準站的作用中，進行針對性的測量該城市相關的控制點，并且把這些測量結果和已經掌握的信息進行對比。

3） 通過對比資料可以發(fā)現(xiàn)，RTK測量結果和相關測量技術所取得的測量結果也存在差距，并都保持在厘米程度，所以RTK測量結果的點位精度能夠達到厘米程度，并且各個點位中不包含誤差的持續(xù)累積，解決了過去測量技術中的不足，有效的實現(xiàn)了城鎮(zhèn)地籍測量對權屬界址點的精讀目標。

4） 在檢測試驗獲得成果的時候，其基礎是RTK基準框架，還要構建RTK基準站，運用RTK接收機對其進行碎部測量。因為所運用的RTK體系的發(fā)射電臺能夠運用可充電蓄電池，不用來回交換電池，使用比較便捷；移動站在進行第一次測量的時候，需要在一個已知的點進行矯正，從而判斷RTK能否有序運行，而且基準站的資料坐標是否準確；而且，把RTK收集的相關資料通過處理后直接引入計算機，能夠及時準確的獲得界址點的相關資料，有效的繪制出宗地圖、地籍圖，并推算出其中的地宗面積。

2.3線路中線定線

RTK測量技術主要體現(xiàn)在市政道路中線的構建和電力線中線放樣的過程中，放樣工作通常一個人都可以進行。把線路參數(shù)，例如線路起終點坐標曲線轉角半徑等資料導入到RTK的外業(yè)控制器（，也就是作業(yè)手簿中，就能夠實現(xiàn)放樣。放樣的方式比較多變，也就是能夠根據(jù)樁號進行，也可以根據(jù)坐標信息進行，并且能夠進行交換。放樣時屏幕中會出現(xiàn)一個箭頭，來表示其偏移量和偏移的位置，能夠進行相關的調整，從而有效的減少其中的誤差值。

2.4建筑物中的規(guī)定放線

建筑物中的規(guī)定放線，放線點不但要符合城市規(guī)劃的相關要求，還要符合建筑物自身的幾何準則，放樣的準確度要高。運用RTK技術對建筑物進行放樣時，需要對建筑物自身的幾何關系進行觀察，尤其是短邊，其中的相對關系不容易實現(xiàn)。在進行放樣的時候，還要對測量點位的精準度進行把控，如果點位收斂精讀不準確，強行進行測量就會造成重大的點位誤差問題。在點位精讀收斂把控好的情況下，運用RTK進行規(guī)劃放線可以實現(xiàn)相關要求。

2.5實用地測量

在對建設用地進行勘測定界的時候，RTK及時能夠及時的反映出定界址點的坐標資料，確定土地使用的范圍，并且推算出其用地面積，在對土地進行分類和權屬查詢的時候，使用RTK技術可以對權屬界線進行準確的劃分，并且進行土地分類修測量，加強其中的測量速度和精準度。

2.6有關方面測量

RTK技術能夠對其中的地形測量、水域測量、管線測量和房產測量等內容進行測量。運用RTK技術進行測圖，可以不使用布設圖根進行把控，根據(jù)有關的基準點，就能夠準確的對測定地形地物點坐標進行反映，加入使用相關的測圖軟件，再運用電子手薄記載，就能夠完成數(shù)字化測圖。在進行水下地形測量的時候，通過自動導航，通過相關的程序進行自動采點，但是要把天線高量到水面以上，加水深改正后，就能判斷出水下地形中的三維坐標信息，通過專業(yè)的繪圖軟件來制作成圖。

3、RTK技術在城市測量中存在的不足及解決的措施

3.1存在的不足

1） 因受衛(wèi)星情況的制約。衛(wèi)星信號因為受到建筑物或其他物體的阻礙，使得工作時間受到制約。2）因受自然天氣環(huán)境的影響。白天中午，其中的受電離層干擾比較嚴重，所使用的衛(wèi)星數(shù)量也比較少，造成初始化時間較長不能進行初始化，使用RTK進行測量時就能排除這個時間段。3） 信息傳播受到阻礙和限制工作半徑比標稱距離小。信息鏈因為受到城市中和建筑物比較相近的障礙物進行阻擋，使得信息在傳播的時候受到阻礙，從而影響了工作精度和半徑。所以基準站的位置要設定在側區(qū)中央的最高點，從而增加覆蓋范圍。4） 初始化能力和所耗費的時間。在高樓中，GPS衛(wèi)星容易受到阻礙，從而出現(xiàn)失鎖、初始化遺失等問題。要選擇初始化能力強時間比較少的機型進行改進。5） 精準度和穩(wěn)固性問題。因為制約RTK的因素多種多樣，使得其測量精準度和穩(wěn)固性也受到了挑戰(zhàn)，要選擇精準度和穩(wěn)固性比較好的機型，并且建立多個控制點來進行質量把握。

3.2質量結果把握

阻礙測量成果水準的因素多種多樣，在測量的時候要進行質量把控。主要步驟：首先，選擇精讀和穩(wěn)定性比較強的機型，減少因為設備問題而阻礙其質量的提升。再者，運用已知點進行比較。在布測控制網(wǎng)中使用靜態(tài)GPS或全站儀器檢測出多余控制點，并和RTK測量的結果進行對照，從而及時的處理其中的問題。但是容易受到數(shù)量的制約。最后就是注重比較方式。每次初始化的時候，對于一兩個已經測試過的RTK點或精準度點進行主要測量，在保證其穩(wěn)固之后在使用RTK進行測量。如果沒有控制點就能使用這個方法。

結語：

通過上面的分析，發(fā)現(xiàn)RTK在城市規(guī)劃實際測量的時候有許多優(yōu)勢，從而有效的減輕了作業(yè)的難度性，加強了工作質量，減少設計時間的要求，像是勘測設計中“內外業(yè)一體化”的標準、DTM3 維數(shù)據(jù)的快速采集、GIS 前端數(shù)據(jù)廣泛收集等內容都需要加強，而且還要解決傳統(tǒng)測量模式中的問題。但是其中碎部測量使用還受到了一定的限制，在測量的時候，其中的問題是基準站的選擇問題，要選在比較集中、位置空曠的最高點中，并且附近沒有磁場、高壓線和很多的水域等，這樣才能保持信號的順利傳播。

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作者簡介：

牛定林，男，本科學歷，測量工程師。工作單位：云南省一九八煤田地質勘探隊。