試論RTK在地形圖測量中的應用

蔣寶平

摘 要：在當前的地形圖測量中，傳統(tǒng)的測量技術已經難以達到現代社會對測量精度的要求，因而越來越多的具有較高技術含量和自動化水平的現代測量技術得到了快速發(fā)展和廣泛應用。本文首先對地形圖測量進行了概述，并分析了地形圖測量方法與技術要求，其次分析了RTK技術的運用情況，尤其是對RTK在工程測量中高程的測量進行了詳細分析。

關鍵詞：RTK 地形圖測量 應用

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0046-02

近些年，科學技術的發(fā)展越來越快，尤其是GPS技術的發(fā)展和應用獲得了重要突破，RTK技術便由此而來，作為GPS技術的延伸，RTK技術的出現在GPS技術的實際應用中具有里程碑式的意義。在工程地形圖的測量中，RTK獲得了越來越多的關注，隨著RTK技術的日漸成熟，其應用也越來越深入和廣泛，其所具備的優(yōu)勢使得地形圖的測量在各方面都有了較大提高，促進了地形圖測量方法的創(chuàng)新。

1 地形圖測量概述

所謂的地形圖測量，主要是指對地形圖進行測繪作業(yè)，換言之，就是測定地形和地物在水平面上的高程以及在水平面上的投影位置，同時按照一定的比例對其進行縮小，然后通過各種符號等將其繪制成地形圖。航空攝影是地形圖測繪最常用的測量方法，航空像片一般都是用于室內測圖。而對于面積較小的，或者用于工程建設的地形圖，則在野外使用平板儀進行測圖[1]。

2 地形圖測量方法與技術要求

在測量地形圖之前，首先應當確定合適的比例尺，比例尺的選擇應當依據工程設計和工程規(guī)模的大小，并結合考慮工程運營管理的需求。在進行初步設計、設計施工圖紙、管理城鎮(zhèn)總圖以及在眾多的竣工驗收工作中使用比例尺一般以1∶500或者1∶1000居多。以地形圖測量的實際需求為依據確定好合適的測量比例尺后，再對地形圖的分類情況進行了解。通常來說，地形圖可以分為兩種形式：一種是紙質地形圖；另一種是數字地形圖。在應用地形圖時，應當依據地面傾斜角的大小來進行地形圖類型的確定，并作為圖上等高距的確定依據。以這些地勢的特點作為依據，開始進行一般地區(qū)、水域、工業(yè)區(qū)、礦業(yè)區(qū)以及城鎮(zhèn)等的地形圖的測量。地形圖的測量可使用的測量方法有多種類型，比如數字化技術測圖以及GPS-RTK技術測圖等，或者將多種測量方法進行結合使用。一般來說，在實際工作中都需要依靠一定的軟件技術來支持地形圖的測量。而軟件技術的選擇，應當以工程測量的特點為依據，要確保測量的精度能夠達到相關的規(guī)范標準，同時軟件要有齊全的功能，操作起來簡單方便，操作界面流暢，各種符號都要十分規(guī)范。此外，對于軟件技術，其對數據庫的處理以及圖形的輸出格式必須是最常用的或者具有較高的使用頻率。在進行測量工作之前，在確定好了比例尺的大小后，再確定地形圖的類型，再確定測量方法，然后確定軟件技術，這四步完成之后，還必須經過三道檢查之后才可以開始測量工作：一是內業(yè)檢查；二是實地對照；三是實測檢測。在實測檢查階段，其工作量應當超過測圖工作的10%。完成檢查后，則開始統(tǒng)計數據和計算數據，并保證結果和規(guī)范要求相符。

3 RTK技術的應用分析

近些年，科學技術飛速發(fā)展，促進了地形圖測量技術的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的地形圖測量技術逐漸被RTK測繪技術取代，控制測量和碎部測量是傳統(tǒng)地形圖測量的兩大技術，在控制測量中，其地形圖測量是以設置的平面或者高程測量點為測量依據。而碎步測量主要指的是進行地形和地物的測繪工作。目前，RTK技術在地形圖測量中迅速崛起，逐步取代了傳統(tǒng)的測繪技術，成為了地形圖測量技術的主流。所謂的RTK技術，就是全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量技術。RTK技術對GPS的載波相位觀測量進行了使用，這是其最重要的部分，同時還對移動站和參考站之間觀測誤差的空間關系進行了有效利用，移動站觀測數據中的誤差大部分也以差分的方式去除了，最終使得高精度的定位得以實現，其精度甚至達到了厘米級別。

3.1 RTK技術的應用

RTK技術在地形圖的測繪中的應用空間比較廣闊。通常情況下，往往會有大量的建筑物在測量區(qū)域內，而且還經常有繁忙的交通，無線通信也是較為復雜。運用傳統(tǒng)的測量技術在這種復雜的情況下其測量結果的準確度難以保證，因此，RTK技術便派上了用場。RTK技術充分結合傳統(tǒng)測量技術，同時充分進行試驗和調研，可以顯著提高測量工作的效率和結果的精確度。在進行實際的測量工作時，測量工作的基準點的選擇應當具有比較好的精度，再在這一基準點進行一定的試驗，同時作業(yè)的半徑要依據所使用的儀器來進行確定，以使測量數據的質量得以保障，并使所接收數據更加清晰，從而更好地作為測量工作的參考數據。在城市區(qū)域內選擇多個不同的控制點，使測量工作和計算工作得以完成。在選擇控制點時，其應當具備地勢開闊且較高等特點，以此作為基準站的建設基地，同時要控制流動基準站，使其處于一定的范圍，并合理控制測量的結果，最終將RTK測量結果精確到厘米級別，盡量使各個點之間的誤差減小，進而更好地達到地形圖的精度標準。

3.2 RTK技術在工程測量中對于高程測量分析

當前，GPS技術發(fā)展迅猛，RTK測量技術也因此日漸成熟。其在實際測量中具有高精度、高效性和實時性等優(yōu)勢，因此被廣泛應用于工程測量中。RTK技術目前主要用于工程測量平面控制基準的構建，而很少用于高程方面的測量。這主要是受限于高程測量中RTK測量的穩(wěn)定性和精度問題。作為一種實時差分定位技術，RTK技術對高程的測量是WGS-84中的大地高，也就是觀測點到WGS-84橢球表面的高度。而實際上，我們所說的地面高程通常是指以似大地水準面為起算面的正常高。因此，RTK測量的高程應當進行高程異常改正才可在工程測量中應用。我國目前使用的高程系統(tǒng)也是正常高。在某一個測區(qū)內，若有多個已知水準點存在，那么RTK的測量就可以直接在已知水準點上進行，進而進行相關的計算便可得出各個點的高程異常值。一定區(qū)域內的高程并不會有很大的異常變化，通過已知點的高程異常值以及其間的位置關系為依據便可進行函數模型的構建，并以此對測區(qū)的似大地水準面進行擬合，然后測區(qū)內任一點的高程異常值都可通過數學內插法求得，如此一來任意一點的正常高也就能夠順利計算出來。RTK的高程擬合有多種函數模型可使用，既可以使用加權平均和定差改正，同時也可以采用曲面擬合和平面擬合。而無論哪種擬合方法都可以算做幾何內插法，它們的區(qū)別在于模型多項式的階次不一樣。幾何內插法相對于一般的工程來說，使用起來簡單又方便，并不會用到復雜的理論與模型，對于已知點也不需要太多，局部的高程異常信息也能夠獲得。這很大程度上有助于RTK實時動態(tài)進行測點的坐標和高程信息的提供。

4 結語

隨著經濟的發(fā)展和科學技術的進步，在地形圖測量中，以RTK為代表的高科技含量的現代化測量技術的應用越來越廣泛，促進了地形圖測量技術的科學化和智能化的發(fā)展。對于工程地形圖的測量，其隨著人類社會的發(fā)展而有了越來越高的要求，其使用和服務的范圍也在日漸擴大。而與此同時，當代科學技術的發(fā)展日新月異，科學成就不斷增多，為工程地形圖的測量提供了強大的技術支持，使得工程地形圖的測量有了更多更好的工具和手段，大大促進了地形圖測量的向前發(fā)展，而其又將極大地促進人們生活環(huán)境的改善和生活質量的提高。

參考文獻

[1] 魯維嘉，魯維迅.淺談地形圖測量技術[J].黑龍江科技信息，2013（8）：32.endprint