RTK技術在大比例尺地形圖控制測量中的應用

摘 要：隨著社會經濟的發展，人們的生活水平不斷提高，各個城市、鄉鎮等對大比例尺地形圖的需求日益增加，這就要求測繪科學技術能夠很好的運用到大比例尺地形圖中，按照準確、逼真、清晰的原則，保證成圖的質量。本文就介紹了全球定位系統實時動態測量（RTK）技術在大比例尺地形圖控制測量中的應用，因其精度高、實時性和高效性，使其在大比例尺地形圖測繪中的應用越來越廣。

關鍵詞：全球定位系統實時動態測量（RTK） 大比例尺地形圖

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0034-02

各項工程建設在規劃設計之前，都要進行勘測工作，對設計有關的自然現象進行調查了解，而這一階段的測量工作主要是地形圖測繪。傳統的大比例尺測圖是利用測量儀器對地球表面局部區內的各種地物、地貌特征點的空間位置進行測定，以一定的比例尺并按圖式符合將其繪制在圖紙上，即通常所稱的白紙測圖，這種測圖方法的實質是圖解法測圖。在測圖過程中，數字的精度由于刺點、繪圖、

圖紙伸縮變形等因素的影響會大大降低，而且工序多、勞動強度大、質量管理難。隨著科學技術的進步和計算機技術的迅速發展及其向各個領域的滲透，以及電子全站儀、RTK技術技術等先進測量儀器和技術的廣泛應用，大比例尺地形圖測量向自動化和數字化方向發展，以其特有的高精度顯著優勢而具有廣闊的發展前景。隨著全球定位系統（GPS）技術的快速發展，RTK（real time kinematic）測量技術也日益成熟，RTK測量技術逐步在大比例尺地形圖控制測量中的應用。

1 RTK技術在大比例尺地形圖控制測量中的應用

1.1 RTK定位概念

RTK技術是全球衛星導航定位技術與數據通信技術相結合的載波相位實時動態差分定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果。基準站實時地將測量的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準站坐標等用無線電傳送給運動中的流動站，在流動站通過無線電接收基準站所發射的信息，將載波相位觀測值實時進行差分處理，得到基準站和流動站基線向量（△X，△Y，△Z）；基線向量加上基準站坐標得到流動站每個點WGS-84坐標，通過坐標轉換參數轉換得出流動站每個點的平面坐標x，y和海拔高h。RTK數據處理時基準站和流動站之間的單基線處理過程，采用基準站和流動站的載波相位觀測值的差分組合載波相位，將動態的流動站未知坐標作為隨機的未知參數，載波相位的整周模糊度作為非隨機的未知參數解算。

1.2 RTK定位系統的組成

RTK定位系統一般由以下三部分組成：GPS接收設備、數據傳輸設備、軟件系統。數據傳輸系統由基準站的發射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現實時動態測量的關鍵設備。

1.3 RTK測量基本原理

RTK測量過程一般包括：基準站選擇和設置、流動站設置、中繼站的設立等。RTK定位的數據處理過程是基準站和流動站之間的單基線處理過程，基準站和流動站的觀測數據質量好壞、無線電的信號傳播質量好壞對定位結果的影響很大。基準站把接收到的所有衛星信息（包括偽距和載波相位觀測值）和基準站的一些信息都通過無線電通訊系統傳遞到流動站，流動站在接收衛星數據的同時也接受基準站傳遞的衛星數據。在流動站完成初始化后，把接收到的基準站信息傳遞到控制器內并將基準站的載波觀測信號與本身接受到的載波觀測信號進行差分處理，即可實時求得未知點的坐標。RTK測量原理（如圖1）。

1.4 RTK技術在大比例尺地形圖控制測量中的應用

常規控制測量如三角測量、導線測量等，要求點位間通視，費工費時，而且精度不高，隨著城市建設的迅速發展，這些控制點常被破壞，影響了工程測量的進度。GPS靜態、快速靜態相對定位測量無需點位間通視能夠高精度地進行各種控制測量，但是需要進行數據后處理，不能實時定位并知道定位精度，內業處理不符合精度要求，必須進行重新測量。而用RTK技術控制測量既能實時知道定位結果，又能實時知道定位精度，可以大大提高作業效率。RTK技術能夠實時地提供測站點厘米級的三維定位結果，因此，除了高精度的控制測量采用GPS靜態相對定位技術之外，RTK技術即可用于大比例尺地形圖控制測量中。

采用RTK技術進行控制測量時，首先要設置點校正，點校正至少應當有4個控制點的三維已知地方坐標（平面x，y和高程h），所選控制點能覆蓋整個測區，求解出坐標轉換七參數。基準站架設完畢后，僅需一人手持流動站操作，便可完成測區的控制測量。

1.5 RTK技術在大比例尺地形圖控制測量中的精度分析

測區共布設了25個E級GPS控制點，并聯測四等水準，組成測區的基準框架網。采用RTK技術對控制點進行精度分析。精度統計表見（表1）。

從（表1）比較數據可以看出：RTK技術測量均在厘米級，其中控制點平面最大為E16（△X=21 mm，△Y=-18 mm），高程最大為E10（△H=25 mm）。各點位之間不存在誤差累積，克服了傳統測量技術的不足，完全能滿足大比例尺地形圖根控制測量精度要求。影響RTK測量誤差分為：（1）RTK定位的誤差，一般分為同儀器和干擾有關的誤差、同距離有關的誤差。同儀器和干擾有關的誤差包括天線相位中心變化、多路徑誤差、信號干擾和氣象因素；同距離有關的誤差包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差。（2）RTK測量采用求差分法降低了載波相位測量改正后的殘余誤差及接收機鐘差和衛星改正后的殘余誤差等因素的影響。

2 結語

通過上面的比較分析可以得出結論：RTK技術為大比例尺地形圖控制測量提供了便捷的方法，極大的提高作業效率、縮短作業周期，其精度和穩定性都可以滿足作業的要求。隨著測繪技術的發展，RTK技術的日益成熟，其精度的穩定性可靠性將會不斷的應用到不同的行業。

參考文獻

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