RTK地形圖測(cè)量技術(shù)研究

師薪淇

摘 要：我國(guó)擁有著廣袤的土地和豐富的礦產(chǎn)資源，進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用，需要進(jìn)行地形圖的測(cè)量，對(duì)于開(kāi)采的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工具有重要意義。采用地形圖測(cè)量的方法眾多，GPS-RTK是根據(jù)實(shí)時(shí)差分進(jìn)行相位觀測(cè)測(cè)量的工作原理進(jìn)行的測(cè)量技術(shù)。RTK技術(shù)改變了傳統(tǒng)測(cè)量受到控制點(diǎn)位置限制的缺陷，能夠?qū)﹂_(kāi)闊的地帶進(jìn)行地形圖的測(cè)繪，不再依賴(lài)控制點(diǎn)，而是從控制點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行測(cè)量程序的啟用，對(duì)于地形變化，無(wú)論是溝壑還是山區(qū)，都能實(shí)現(xiàn)多采集基本數(shù)據(jù)的測(cè)繪作業(yè)模式。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK；地形圖測(cè)量；技術(shù)分析

RTK技術(shù)進(jìn)行地形圖的測(cè)量，定位速度快，操作簡(jiǎn)便，且沒(méi)有累積誤差，是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。這一測(cè)量技術(shù)改變了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，且需要測(cè)量人員較少，測(cè)量精度高，例如應(yīng)用GPS內(nèi)嵌軟件數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和接收設(shè)備、構(gòu)成，是一種新的定位測(cè)量方式。實(shí)時(shí)完成地形圖測(cè)量的優(yōu)勢(shì)使得其具有很高的綜合效益，如今在實(shí)際地形測(cè)量工作中得到廣泛的應(yīng)用。

1 RTK地形圖測(cè)量技術(shù)工作原理

1.1 RTK地形圖測(cè)量技術(shù)的工作原理經(jīng)過(guò)移動(dòng)站的接收確定信號(hào)和位置，通過(guò)基準(zhǔn)站接收機(jī)的設(shè)置，得出獨(dú)立點(diǎn)位的坐標(biāo)系。

RTK系統(tǒng)在精度上要滿(mǎn)足地形圖的測(cè)繪要求才能保證使用。其組成包括流動(dòng)站、基準(zhǔn)站、中繼站。使用手機(jī)將連續(xù)接受到的衛(wèi)星信號(hào)發(fā)送出去，需要把移動(dòng)站放在若干的點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量通過(guò)基線(xiàn)的結(jié)算，最終得出所在位置的坐標(biāo)。在對(duì)數(shù)據(jù)星星處理過(guò)程中，將坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換參數(shù)和后續(xù)的圖根控制測(cè)量參數(shù)進(jìn)行新的測(cè)算。

1.2RTK的測(cè)量方式按照不同的架設(shè)方式分類(lèi)：將測(cè)區(qū)內(nèi)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)周?chē)目刂泣c(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，可以將基準(zhǔn)點(diǎn)架設(shè)在任意位置并進(jìn)行校正，在輸入已知點(diǎn)的坐標(biāo)信息后，可以用數(shù)字方式與基準(zhǔn)站進(jìn)行連接。也可以得出坐標(biāo)系后進(jìn)行獨(dú)立的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，再使用碎部測(cè)量后，就可以作為基準(zhǔn)站來(lái)使用了。

1.3將基準(zhǔn)站信號(hào)通訊方式進(jìn)行分類(lèi)，一種是舍棄自己的基準(zhǔn)站，以CORS參考站為基準(zhǔn)站，利用移動(dòng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)手法信息。一種是通過(guò)電臺(tái)傳遞信號(hào)、數(shù)據(jù)。一種是通過(guò)UDP來(lái)傳輸服務(wù)器數(shù)據(jù)。三種方法相對(duì)而言，第一種額外付費(fèi)少，使用移動(dòng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，但是需要不斷搬遷基準(zhǔn)站位置；第二種方法容易導(dǎo)致登錄困難，信號(hào)不強(qiáng)；第三種接收數(shù)據(jù)需要另付費(fèi)[1]。

2 RTK地形圖測(cè)量技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

2.1測(cè)量精度高、沒(méi)有誤差積累，是RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一，在滿(mǎn)足基本的工作條件知悉，在標(biāo)準(zhǔn)工作半徑內(nèi)進(jìn)行平面和高度的測(cè)量，精度可以達(dá)到厘米。

2.2工作效率非常高，能夠完成高質(zhì)量的點(diǎn)位測(cè)量，減少傳統(tǒng)測(cè)量作業(yè)中對(duì)于儀器進(jìn)行控制點(diǎn)數(shù)量次數(shù)的限定的缺陷。

2.3擁有強(qiáng)大的測(cè)繪功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集成化的測(cè)量，能夠完成各種地形圖的測(cè)量，配置的內(nèi)部移動(dòng)站控制器，不受到人工干預(yù)，能夠減少輔助測(cè)量工作中的人為誤差，保證外業(yè)和礦山放養(yǎng)工作的要求。

2.4降低了對(duì)作業(yè)條件的以來(lái)，只需要滿(mǎn)足能夠接受電磁波訊號(hào)的條件，就可以在各種天氣因素下實(shí)現(xiàn)對(duì)地形的測(cè)繪。

2.5操作簡(jiǎn)單，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，移動(dòng)站能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行坐標(biāo)放樣和坐標(biāo)測(cè)量。

2.6與其他地形圖測(cè)量方法相對(duì)比，采用RTK測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在測(cè)圖面積每平方公里的工天、小組互查、成果精度可控性等方面。

通過(guò)該表格統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)：RTK作業(yè)對(duì)測(cè)量工作的支出節(jié)約具有很好的效果，對(duì)所測(cè)的地形等進(jìn)行重點(diǎn)檢查時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正各種因素導(dǎo)致的誤差。對(duì)于無(wú)信號(hào)的地物點(diǎn)采取距離交匯的方法，避免工作人員多次返修或者在維修中出現(xiàn)誤差。而且如果對(duì)圖根點(diǎn)漏測(cè)的話(huà)，可以減少測(cè)量和數(shù)據(jù)的誤差，保證地形圖的精確度。GPS RTK聯(lián)合全站儀對(duì)地物進(jìn)行檢測(cè)的方法，是使用測(cè)量人員少、作業(yè)時(shí)間短的方法。而且能夠短時(shí)間內(nèi)一次性完成所有作業(yè)[2]。

3 GPS-RT地形圖測(cè)量實(shí)際應(yīng)用分析

在使用GPR RTK聯(lián)合應(yīng)用的測(cè)量地形的流程中，改變了傳統(tǒng)采用全站儀技能型測(cè)量時(shí)，工作效率比較低情況，使用了GPR RTK和全站儀聯(lián)合應(yīng)用的方法，提高效率和質(zhì)量。運(yùn)用RTK進(jìn)行圖根控制測(cè)量，使用全站儀進(jìn)行加密以及對(duì)衛(wèi)星信號(hào)較弱的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。測(cè)圖方式采用的是野外全數(shù)字化技術(shù)。

由于該區(qū)域的面積較小，在控制點(diǎn)布設(shè)時(shí)，選用一級(jí)導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)，設(shè)置了3個(gè)布設(shè)點(diǎn)，每個(gè)布設(shè)點(diǎn)擁有三個(gè)方向的通視。分別在該區(qū)域的高點(diǎn)和地點(diǎn)進(jìn)行控制點(diǎn)的布設(shè)，精度設(shè)置為D級(jí)，RTK技術(shù)適合開(kāi)闊地段，按照有關(guān)規(guī)定對(duì)地形測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，給定圖根點(diǎn)位，采集地形地物的過(guò)程比較順利。采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成地形圖需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。利用GASS成圖軟件，描繪出地形圖的點(diǎn)陣形態(tài)。根據(jù)草圖再拓展為圖形。外業(yè)數(shù)據(jù)采集和編輯完成后，在三角網(wǎng)構(gòu)建后生成等高線(xiàn)，對(duì)不符合要求的等高線(xiàn)進(jìn)行整改。使用RTK進(jìn)行成果質(zhì)量檢測(cè)。實(shí)地測(cè)量圖根點(diǎn)、碎部點(diǎn)的位置，對(duì)比RTK測(cè)量成果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果，將誤差（高程、點(diǎn)位、坐標(biāo)）、各類(lèi)權(quán)屬界限拓展進(jìn)行文字標(biāo)注。測(cè)量數(shù)據(jù)檢驗(yàn)時(shí)需要共同探討解決方案，避免測(cè)量過(guò)程出現(xiàn)遺漏或者錯(cuò)誤，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。通過(guò)屏幕菜單中的圖示進(jìn)行操作和編輯對(duì)從外業(yè)采集到的數(shù)據(jù)。

4 RTK地形圖測(cè)量技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

對(duì)基準(zhǔn)站進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，GPS RTK采用多路徑效應(yīng)，可以避免電磁波的干擾以及高大建筑物對(duì)測(cè)量視野的局限。全站儀可以對(duì)圖根點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)GPS RTK測(cè)量在定位和精度上的補(bǔ)充。由于城鎮(zhèn)的測(cè)圖一般在五公里范圍之內(nèi)，而且電臺(tái)的功率一般又比較低，使用聯(lián)合測(cè)量法應(yīng)注意延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，周邊空曠區(qū)域要綜合考慮距離與傳播方式，確保周邊無(wú)電磁和水域干擾。才能達(dá)到圖根點(diǎn)的最佳數(shù)值測(cè)量。

參考文獻(xiàn)

[1]呂麗萍.RTK計(jì)算機(jī)技術(shù)在開(kāi)采區(qū)沉陷測(cè)量中的研究應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)，2017，（10）：127-130.

[2]辛星，谷金.GPS-RTK界址點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)性誤差改正方法探討[J].測(cè)繪工程，2018，（1）：73-76.