簡述RTK技術(shù)在城市測繪工程中的應(yīng)用

張文剛 趙富國

摘 要：RTK 技術(shù)在全球定位系統(tǒng)測量過程中引起普遍關(guān)注，當(dāng)前已將其應(yīng)用于城市測繪工程中，該技術(shù)優(yōu)勢鮮明，可以構(gòu)建信息交流基站，整合所采集的數(shù)據(jù)信息，加強(qiáng)與衛(wèi)星之間的溝通與交流，確保工作效率。文章簡述了RTK技術(shù)在城市測量中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RTK 技術(shù)；城市測繪工程；應(yīng)用

當(dāng)前，我國社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，城市化進(jìn)程日益推進(jìn)，人們對城市測繪工程的關(guān)注與重視程度不斷提高。在城市測繪工程施工過程中，主要是對城市建筑所需信息進(jìn)行采集與處理，城市建筑之中，城市測繪工程占據(jù)著舉足輕重的位置，發(fā)揮著重要作用，有利于城市建筑可持續(xù)發(fā)展。近年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，將 RTK技術(shù)應(yīng)用于城市測繪工程中極其必要。

一、RTK技術(shù)概述

1.定義RTK

技術(shù)主要以載波相位差分技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，為城市工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)保障。載波相位差分技術(shù)是全球定位系統(tǒng)測量應(yīng)用中的一種常用方法，主要是通過基準(zhǔn)站進(jìn)行載波相位數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接脩艚枋謾C(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2. 技術(shù)原理

這種技術(shù)主要采用的是載波相位動態(tài)實(shí)時(shí)差分的方法，在應(yīng)用 RTK技術(shù)時(shí)需要將一臺全球定位系統(tǒng)設(shè)備作為基準(zhǔn)站，其余設(shè)備則要充當(dāng)移動站，由此可見在 RTK 技術(shù)至少運(yùn)用到兩臺以上的GPS 設(shè)備，并且在 RTK 的系統(tǒng)當(dāng)中，基準(zhǔn)站的 GPS 設(shè)備和移動站的 GPS設(shè)備都要隨著多種衛(wèi)星進(jìn)行定位。在跟蹤衛(wèi)星的過程中，基準(zhǔn)站會將觀測到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后通過電臺等設(shè)備傳遞給移動站，移動站就會對基準(zhǔn)站觀測的差分觀測值進(jìn)行處理，最后制定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。

3.技術(shù)優(yōu)勢

RTK 技術(shù)之所以受到廣泛的應(yīng)用，就是因?yàn)?RTK 技術(shù)具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。首先 RTK技術(shù)作業(yè)效率高，RTK 技術(shù)可以一次測完普通地形中 5 千米的半徑區(qū)域，而傳統(tǒng)的測量法則需要搬運(yùn)相應(yīng)的機(jī)器進(jìn)行多次測量，并且 RTK技術(shù)所需人員較少，只需要在每個(gè)放樣點(diǎn)停留一秒到兩秒即可。另外，在進(jìn)行測量的過程中 RTK技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)流動站共同測量的功能，使測繪工作的效率提高。然后，RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候作業(yè)，要開展工作只需滿足兩方面的要求，也就是電磁波通視以及對空通視，因此天氣不易影響 RTK技術(shù)。除此之外，RTK技術(shù)具有較高技術(shù)精準(zhǔn)度，在開展測繪工作過程中，這一技術(shù)已實(shí)現(xiàn)作業(yè)自動化，使人為誤差出現(xiàn)的概率降低，在工作中即使已經(jīng)出現(xiàn)誤差，也不會累積與傳播，可以有效避免其影響數(shù)據(jù)信息。

二、城市測繪工程中實(shí)際應(yīng)用技術(shù)

1.控制測量

為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，城市的高等級導(dǎo)線點(diǎn)大多位于地面以上，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，這些控制點(diǎn)常被破壞，影響了工程測量的進(jìn)度，如何快速精確地提供控制點(diǎn)，將直接影響工程進(jìn)度。常規(guī)控制測量如導(dǎo)線測量，要求點(diǎn)間相互通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻。GPS靜態(tài)測量，點(diǎn)間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)將無論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢。

2.城區(qū)地籍測量

隨著近年全國范圍內(nèi)第二次土地調(diào)查工作的全面開展，僅依靠常規(guī)測量已經(jīng)不能滿足測量進(jìn)度和精度的要求，同時(shí)城市建構(gòu)筑物密集，交通繁忙，無線電信號復(fù)雜，街道兩旁樹木密集。需測量的宗地地塊遍布整個(gè)城區(qū)，權(quán)屬關(guān)系復(fù)雜，用地種類較多，宗地?cái)?shù)目多，權(quán)屬界址點(diǎn)數(shù)量大，采用常規(guī)測量手段施測十分困難，很難在短時(shí)間內(nèi)完成所有宗地的權(quán)屬界址點(diǎn)測量工作，為滿足宗地權(quán)屬單位對地籍測量工作的要求，采用RTK測量技術(shù)作為城區(qū)宗地權(quán)屬界址點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)測技術(shù)手段，在充分調(diào)研論證并通過試驗(yàn)檢測認(rèn)證的基礎(chǔ)上全面實(shí)施，取得了比較好的效果。其作業(yè)流程如下。

（1）在試用試驗(yàn)階段，針對所選用的GPS儀器，首先定出該城區(qū)移動站的有效工作范圍，選定布于該城區(qū)的城市D級GPS三維控制網(wǎng)點(diǎn)，組成本次地籍測量工作的基準(zhǔn)框架網(wǎng)，并利用這些控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)和1954年北京坐標(biāo)成果計(jì)算出用于RTK測量的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。

（2）選取基準(zhǔn)框架網(wǎng)中的1個(gè)RTK測量基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)，架設(shè)RTK基準(zhǔn)站，移動站在基準(zhǔn)站的有效作用范圍內(nèi)，有目的地施測本城市別的控制點(diǎn)，將這些測量結(jié)果與已知成果相比較。

（3）從比較數(shù)據(jù)可以看出，RTK測量結(jié)果與其他測量技術(shù)獲取的測量結(jié)果互差均在厘米級，因此可以認(rèn)為RTK測量結(jié)果的點(diǎn)位精度達(dá)到厘米級，而且各點(diǎn)位之間不存在誤差累積，避免了傳統(tǒng)測量技術(shù)的弊病，能滿足城鎮(zhèn)地籍測量對權(quán)屬界址點(diǎn)的測量精度要求。

（4）在檢測試驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上，以RTK基準(zhǔn)框架網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ)，分別架設(shè)RTK基準(zhǔn)站，使用RTK接收機(jī)作為移動站進(jìn)行碎部測量。由于所用RTK系統(tǒng)的發(fā)射電臺使用可充電蓄電池，中途不需要更換電池，使用起來十分方便；移動站在首次測量時(shí)，在一個(gè)已知點(diǎn)上可進(jìn)行校正，從而檢查RTK是否工作正常及基準(zhǔn)站坐標(biāo)輸入是否正確；最后，將RTK采集所獲得的數(shù)據(jù)處理后直接導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，可及時(shí)地精確地獲得界址點(diǎn)點(diǎn)位信息，準(zhǔn)確地繪制宗地圖、地籍圖，計(jì)算宗地面積等。

3.線路中線定線

RTK測量技術(shù)用于市政道路中線或電力線中線放樣，放樣工作一人也可完成。將線路參數(shù)如線路逐樁坐標(biāo)等導(dǎo)入RTK的作業(yè)手簿，即可進(jìn)行放樣。放樣方法靈活多變，既能按樁號放樣也可按坐標(biāo)放樣，并可以隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動，直至誤差小于設(shè)定的為止。

4.建筑物規(guī)劃放線

建筑物規(guī)劃放線，放線點(diǎn)既要滿足城市規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求相對較高。使用RTK進(jìn)行建筑物放樣時(shí)需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系，對于短邊，其相對關(guān)系較難滿足。在放樣的同時(shí)，需要注意的是測量點(diǎn)位的收斂精度，在點(diǎn)位收斂精度不高的情況下，強(qiáng)制測量有可能帶來較大的點(diǎn)位誤差。在點(diǎn)位收斂精度高的情況下，用RTK進(jìn)行規(guī)劃放線一般能滿足要求。

5.其他方面測量

RTK技術(shù)還可用于地形測量、水域測量、管線測量、房產(chǎn)測量等方面。用RTK測圖，可不用布設(shè)圖根控制，僅依據(jù)少量的基準(zhǔn)點(diǎn)，即可直接測定地形地物點(diǎn)坐標(biāo)，如果用專業(yè)繪圖軟件，通過電子手簿記錄即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測圖。在進(jìn)行水下地形測量時(shí)，RTK能自動導(dǎo)航和按距離或時(shí)間間隔自動采點(diǎn)，只要將天線高量至水面，加水深改正后，即可高精度的實(shí)時(shí)測定水下地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由專業(yè)軟件繪制成圖。

三、結(jié)束語

在城市測繪工程中 RTK技術(shù)的應(yīng)用具有極其重要的意義與價(jià)值，該技術(shù)具有鮮明優(yōu)勢，主要包括作業(yè)效率高、可全天候作業(yè)以及精確度高等，可以使其作業(yè)得到充分發(fā)揮，使城市測繪工作效率與質(zhì)量得到有效提升，充分滿足這一工程發(fā)展需求。因此，必須不斷提高相關(guān)測繪部門的重視程度，加大城市測繪工程中RTK 技術(shù)應(yīng)用的研究力度，明確存在其中的問題以及全球定位技術(shù)與數(shù)據(jù)鏈電臺傳輸距離等相關(guān)影響因素，采取多種措施對其進(jìn)行有效解決，從而促進(jìn)城市測繪可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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