RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用

（潮安區(qū)國(guó)土資源局測(cè)繪隊(duì)，廣東 潮州 515600）

摘要：RTK技術(shù)是一種新型的測(cè)量技術(shù)，具有不需要通視、全天候、測(cè)量時(shí)間短、定位準(zhǔn)確度高等方面的優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。基于此，文章對(duì)RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：RTK；地形測(cè)量；控制圖根；定位準(zhǔn)確度

中圖分類號(hào)：P228文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2014）22-0041-02在我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，各種科學(xué)技術(shù)得到了很大的發(fā)展，在測(cè)量行業(yè)中，一些作業(yè)儀器、作業(yè)方法也都有了較大的改變。特別是新的RTK技術(shù)出現(xiàn)以后，完全顛覆了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，具有施工人員少、測(cè)量時(shí)間短、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)等方面的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)對(duì)RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1RTK技術(shù)簡(jiǎn)介

RTK技術(shù)是目前一種效率比較高的定位技術(shù)，主要是利用GPS接收器對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行接收定位的目的。其中一臺(tái)接收器在已知坐標(biāo)點(diǎn)上進(jìn)行安置，另一個(gè)接收器用來(lái)對(duì)未知點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定精準(zhǔn)度和測(cè)定效率非常高。在對(duì)地形測(cè)量的過(guò)程中，數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)和處理技術(shù)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其中數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要是對(duì)數(shù)據(jù)的抗干擾性和可靠性進(jìn)行提升，數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要是用來(lái)對(duì)初始整模糊度進(jìn)行快速解算。在正常工作的過(guò)程中，移動(dòng)站和基準(zhǔn)站要可以同時(shí)接受五顆以上的GPS衛(wèi)星信號(hào)，而且要可以對(duì)基準(zhǔn)站發(fā)出差分信號(hào)，接收衛(wèi)星信號(hào)，移動(dòng)站在作業(yè)的過(guò)程中，不可以出現(xiàn)關(guān)機(jī)和失鎖的情況，否則就需要重新對(duì)RTK進(jìn)行初始化。

2RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2.1RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在測(cè)量地形的過(guò)程中，使用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，操作非常簡(jiǎn)單，只需要工作人員攜帶測(cè)量?jī)x器到達(dá)測(cè)量去進(jìn)行測(cè)量即可，通常情況下，在極短的時(shí)間內(nèi)就可以得到一個(gè)定點(diǎn)坐標(biāo)。在普通地勢(shì)條件下，使用RTK技術(shù)只需要一次設(shè)站可以完成半徑為4km的測(cè)量工作，節(jié)省了施工時(shí)間，而且測(cè)量數(shù)據(jù)可靠性高。

由于RTK測(cè)量技術(shù)是利用電磁波開(kāi)展測(cè)量工作的，受天氣能見(jiàn)度、氣候等方面因素的影響不大，設(shè)備操作簡(jiǎn)單，可以同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、輸入、轉(zhuǎn)換和處理，并且可以和計(jì)算機(jī)以及其它的測(cè)量?jī)x器建立通信連接。而且RTK測(cè)繪技術(shù)具有良好的自動(dòng)化水平，在各種內(nèi)業(yè)測(cè)繪和外業(yè)測(cè)繪中都可以運(yùn)用，將軟件控制系統(tǒng)安裝到流動(dòng)站后，就可以達(dá)到測(cè)繪的目的，不僅降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作時(shí)間，而且降低了人為誤差，保證了數(shù)據(jù)的精確性和可靠性。

2.2RTK技術(shù)的缺點(diǎn)

雖然RTK技術(shù)具有常規(guī)測(cè)量技術(shù)沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際操作的過(guò)程中，仍然會(huì)有一定的問(wèn)題存在，比如時(shí)間問(wèn)題、初始化能力、電量不足、衛(wèi)星狀態(tài)限制等都會(huì)對(duì)RTK測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性造成影響。

3RTK技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

3.1控制圖根進(jìn)行測(cè)量

在使用傳統(tǒng)的技術(shù)對(duì)地形進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要使用導(dǎo)線測(cè)量、三角測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)量，但是，由于這些測(cè)量方法需要測(cè)站互相保持在通視的狀態(tài)，造成了費(fèi)用和實(shí)際的浪費(fèi)，而且測(cè)量的準(zhǔn)確度不高，測(cè)量精準(zhǔn)度無(wú)法保證。雖然可以使用一些靜態(tài)定位的方法進(jìn)行測(cè)量，但是這種方法效率不高，測(cè)量過(guò)程中流程比較多。而使用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以使用圖根控制的方法進(jìn)行測(cè)量，可以實(shí)時(shí)的顯示出定位結(jié)果，保證了測(cè)量的精準(zhǔn)度，有效地提高地形測(cè)量的作業(yè)效率。而且在《城市測(cè)量規(guī)范》中也明確規(guī)定，鄰近等級(jí)控制點(diǎn)的誤差圖根點(diǎn)精度要在0.11nm以下，高程誤差應(yīng)在測(cè)量等高距的1/10以內(nèi)。比如，在根據(jù)地形圖進(jìn)行計(jì)算時(shí)。高程誤差要控制在10cm以內(nèi)，點(diǎn)位誤差應(yīng)控制在10cm以內(nèi)，使用RTK技術(shù)，可以達(dá)到規(guī)范中對(duì)精準(zhǔn)度的要求。

3.2測(cè)量精準(zhǔn)度和可靠性檢測(cè)

在使用RTK技術(shù)對(duì)地形進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)的時(shí)候，檢測(cè)的精準(zhǔn)度是非常重要的，因此，在RTK設(shè)備初始化配置好后，要對(duì)測(cè)量的可靠性進(jìn)行檢測(cè)，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，在對(duì)可靠性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要有以下兩方面內(nèi)容：（1）利用RTK技術(shù)測(cè)量控制點(diǎn)的坐標(biāo)，并將測(cè)量結(jié)果和已知結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，利用這種方法將問(wèn)題找出，并及時(shí)進(jìn)行改正。（2）增加固定坐標(biāo)數(shù)量，提高比較力度。在RTK點(diǎn)存在的情況下，使用重測(cè)RTK坐標(biāo)點(diǎn)的方法校核坐標(biāo)。如果RTK點(diǎn)不存在，可以使用全站儀對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離和高差進(jìn)行測(cè)量，并利用高差和距離反算的方法進(jìn)行校驗(yàn)。

3.3碎部點(diǎn)測(cè)量

在測(cè)量碎部地形時(shí)，通常要選擇比較空曠的地區(qū)進(jìn)行測(cè)量，在幾秒鐘內(nèi)就可以達(dá)到固定解，完成一個(gè)點(diǎn)的收集測(cè)量作業(yè)，在使用RTK技術(shù)對(duì)地形的特征直接進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，所有的數(shù)據(jù)都需要存入相應(yīng)的軟件后才可以顯示出來(lái)，因此在進(jìn)行RTK地形特征測(cè)量的時(shí)候，要記錄好測(cè)量碎部點(diǎn)的序號(hào)，并將草圖畫出，在進(jìn)行內(nèi)業(yè)操作的時(shí)候，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)將系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)格式文件生成，并根據(jù)展會(huì)的點(diǎn)位，在數(shù)字成圖中要將地形圖繪制出來(lái)。

在進(jìn)行地物點(diǎn)收集的時(shí)候，要根據(jù)軟件成圖的基本特點(diǎn)，在特定的范圍中，使用地物分類的方法可以取得良好的測(cè)量效果。比如在對(duì)河流進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，要先完成河流的測(cè)量后，再進(jìn)行其他物體的測(cè)量。整個(gè)測(cè)量流程要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)順序進(jìn)行開(kāi)展。對(duì)于電線桿等圓形物件，可以根據(jù)線路的具體走向，將RTK天線緊貼在電線桿的前后，對(duì)兩點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行收集，在進(jìn)行內(nèi)業(yè)作業(yè)時(shí)，可以根據(jù)兩點(diǎn)坐標(biāo)連線的中心點(diǎn)來(lái)對(duì)電桿的位置進(jìn)行確定，保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。

4RTK技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

4.1案例介紹

某工業(yè)園區(qū)在建設(shè)的過(guò)程中，需要對(duì)園區(qū)的地形進(jìn)行測(cè)量，園區(qū)總建設(shè)面積為16km2，植被覆蓋面積大，地勢(shì)比較平坦，區(qū)域交通便利，有部分高層建筑。

4.1.1控制高程的基本資料。高程是由某國(guó)土局測(cè)繪隊(duì)提供的，一級(jí)到線點(diǎn)N425、N426，所有的標(biāo)準(zhǔn)都完好，可以作為高程測(cè)量起始數(shù)據(jù)。

4.1.2控制平面資料。資料為國(guó)土局測(cè)繪對(duì)提供，一級(jí)導(dǎo)線為N426、N425，測(cè)量成果可以作為測(cè)區(qū)平面的起始數(shù)據(jù)。

4.1.3地形圖為該地區(qū)2009年測(cè)量的1∶1000地形圖，可以作為測(cè)試區(qū)首級(jí)控制網(wǎng)選點(diǎn)、設(shè)計(jì)、計(jì)劃作業(yè)的圖件基礎(chǔ)。

4.2作業(yè)的步驟和方法

4.2.1?將坐標(biāo)系選好。本測(cè)量作業(yè)使用1954年北京坐標(biāo)系。

4.2.2?對(duì)投影參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。本測(cè)量作業(yè)X常數(shù)為0，Y常數(shù)為500000，中央子午線為117°，投影尺比為1。

4.2.3?對(duì)基準(zhǔn)站進(jìn)行設(shè)置。在非已知點(diǎn)上對(duì)基站進(jìn)行設(shè)定，此測(cè)量作業(yè)選測(cè)區(qū)某建筑的四層樓頂，基站架設(shè)完成后，在進(jìn)行基站坐標(biāo)的輸入，以及單點(diǎn)的定位時(shí)，根據(jù)讀取鍵將單點(diǎn)定位作為設(shè)置為基準(zhǔn)站坐標(biāo)。

4.2.4?計(jì)算完后，對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存。

4.2.5?對(duì)N425、N426兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，查看和已知坐標(biāo)是否相同，如表1所示。經(jīng)過(guò)核查，轉(zhuǎn)換參數(shù)具有良好的可信度，可以根據(jù)此參數(shù)開(kāi)展地形測(cè)量作業(yè)。

表1殘差一覽表

點(diǎn)號(hào) 等級(jí) DX（m） DY（m） DH（m）

N425 一級(jí)導(dǎo)線 -0.024 -0.013 0.023

N426 一級(jí)導(dǎo)線 0.018 -0.013 -0.019

4.3進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理

外業(yè)測(cè)量?jī)?chǔ)存文件是數(shù)據(jù)庫(kù)專用文件，成圖軟件無(wú)法直接調(diào)用，此時(shí)就需要用到“測(cè)點(diǎn)成果輸出”功能，可以直接將數(shù)據(jù)庫(kù)文件轉(zhuǎn)變成DAT數(shù)據(jù)格式，在轉(zhuǎn)換后將其導(dǎo)入到CAD軟件中，然后根據(jù)外業(yè)的草圖，迅速將數(shù)字化內(nèi)業(yè)成圖工作完成。

4.4作業(yè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及調(diào)整方法

4.4.1本工程在使用RTK對(duì)導(dǎo)線網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于作業(yè)時(shí)間不同，導(dǎo)致在使用全站儀進(jìn)行定向時(shí)，出現(xiàn)了比較大的誤差，針對(duì)這一情況，要求在布置基準(zhǔn)站的時(shí)候，要排在同一個(gè)點(diǎn)上，保證測(cè)點(diǎn)的中整平。

4.4.2在進(jìn)行RTK測(cè)圖的時(shí)候，出現(xiàn)了移動(dòng)站和基準(zhǔn)站通信中斷的情況，一般情況下，主要是因?yàn)橐苿?dòng)站所在位置信號(hào)不好、基準(zhǔn)站電量耗盡等原因?qū)е碌摹?duì)于以上情況，在測(cè)量的過(guò)程中，對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的積極進(jìn)行了解決，保證了測(cè)量工作的順利開(kāi)展。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，RTK技術(shù)作為一種新興的測(cè)量技術(shù)，有效地提高了作業(yè)效率和作業(yè)準(zhǔn)確度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著該技術(shù)不斷在各種實(shí)際地形測(cè)量中進(jìn)行運(yùn)用，創(chuàng)造的社會(huì)效益也會(huì)越來(lái)越大，相信在不久的將來(lái)，RTK地形測(cè)量技術(shù)會(huì)在越來(lái)越多的領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。

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作者簡(jiǎn)介：林彩璇（1975—）女，廣東潮安人，潮安區(qū)國(guó)土資源局測(cè)繪隊(duì)中級(jí)工程師，研究方向：測(cè)量、描圖、圖紙矢量。