淺談RTK技術在城市綠道工程中的應用

趙瑞華

（晉城市規劃設計研究院勘察測繪分院，山西晉城048000）

淺談RTK技術在城市綠道工程中的應用

趙瑞華

（晉城市規劃設計研究院勘察測繪分院，山西晉城048000）

隨著經濟與科學技術的快速發展，GPS技術已經被運用到了各行各業中。其中GPS技術里的RTK測量技術在城市綠道工程中具有重要的作用。主要介紹了RTK的測量原理及優缺點，并且結合具體的實例對RTK應用進行了簡要地分析。

單基站RTK；網絡RTK；全站儀；綠道工程

引言

據觀察，RTK技術隨著GPS技術的不斷發展日漸成熟，并且憑借其測量技術具有的較高精確度、實時性及高效性，目前已經被廣泛的應用到了城市工程測量、土地測量以及航空攝影測量等方面，為工程測量提供了很大的便利。

1 RTK測量的原理

1.1 RTK測量的方法

RTK測量可采用單基站RTK和網絡RTK兩種方法進行，其中單基站RTK測量主要是通過一個基準站，依靠電臺對基準站發布的載波相位差進行接收，并進行RTK測量對參數進行改正；網絡RTK指在指定的域內進行多個基準站的建立，要對建立的區域進行網絡覆蓋，還要進行連續跟蹤觀測，依靠對這些站點構成衛星定位觀測值的網絡解算，可以更好地對覆蓋該地區和某時間段的RTK改正參數進行獲取，使其能夠在這個區域內RTK用戶進行適用并實時地改正RTK的定位技術[1]。

1.2 RTK系統組成

1）單基站RTK由1個基準站、1部電臺和N（N≥1）個移動站構成。

2）網絡RTK由控制中心、固定站和用戶部分這三部分組成。

1.2.1 控制中心

在整個系統中控制中心作為系統的核心，也就是所說的數據處理中心，它依靠通訊線以及所有的固定參考站通訊以及無線網絡(GSM,CDMA,GPRS)與移動用戶通訊。計算機實時系統能夠對整個系統運行進行控制，因此控制中心里面的GPS-NET軟件即是數據處理軟件，也是系統管理軟件[2]。

1.2.2 固定站

固定參考站的構成原理就是將固定的GPS接收系統在整個網絡進行分布的建立，這樣就使得它具有無數個站，至少在3個站與站之間的間距能夠有70 km。這樣使固定站與控制之間一定要有通訊線相連，進而保證數據能夠及時地傳達到控制中心。

1.2.3 用戶部分

在用戶的接收機上增加無線通訊的調制解調器就是用戶部分。接收機是依靠無線網絡將自己開始的位置及時反饋給控制中心，并且能夠與接收中心的差分信號產生厘米級的位置信息。

1.3 RTK衛星的狀態

RTK衛星的狀態應符合表1規定。

表1 RTK衛星的狀態

2 RTK測量的優缺點

2.1 RTK測量的優點

1）測站之間無需通視。傳統測量需要測站之間互相通視，而RTK測量無需通視。

2）全天候作業。傳統測量只能在白天空氣可見度良好的條件下正常作業，昏暗條件下作業距離短。但是RTK測量不受天氣狀況的影響，夜間、雨天、霧天都可以作業。

3）作業效率高。一般情況下，傳統測量最多能觀測500m左右的范圍，而RTK測量至少能測量1 km以上的有效范圍。

4）定位精度高。在RTK的基本工作條件得到滿足的情況下，在一定的工作范圍內（一般5 km），RTK的平面精度和高程精度就能夠達到厘米級別。

5）自動化程度高。RTK配合手持手薄，可以利用內置的專業軟件實現多種測繪功能。

2.2 RTK測量的缺點

1）受衛星狀況限制。空間衛星具有一定的盲區，衛星幾何圖形結構處于盲區的時候強度比較低，RTK進行測量的時候很難對固定解得到。并且因為信號的強度比較弱，地方受到空遮擋比較的嚴重，所以常常RTK無法正常的使用[3]。

2）受電離層影響。在白天進行測量的時候，中午電離層干擾大，并且共用衛星數比較少，所以開始的時間長，還有可能不能進行初始化，造成無法進行測量。

3）受數據鏈信號傳輸距離影響。數據鏈電臺信號在進行傳輸過程中很容易受到來自外界環境的影響，比如山體、建筑物和各種高頻信號源都會造成干擾，在傳輸過程中還會出現嚴重的衰減，會對作業精度和作業半徑造成影響。

4）受對空通視環境影響。在山區、林區、城鎮密樓區等地作業時，RTK衛星會遭到信號受阻的次數比較的多，信號強度比較弱，衛星空間結構比較差，容易導致失鎖，正常作業會受到影響。

5）受高程異常影響。RTK作業模式對高程的轉換要求一定要精確，但我國現有的高程異常分布圖在山區，存在較大誤差，精度也不均勻，影響RTK的高程測量精度。

從上面的優缺點分析中可知，RTK有著不可比擬的作業優勢，但在實際作業中，考慮測區地形地勢條件、電臺、移動網絡的覆蓋范圍，要因地制宜地采用單基站RTK、網絡RTK和全站儀作業，從而高效地完成工作，下面結合工作實例進行分析。

3 具體實例分析

因受委托我單位2014年4月底開始對晉城市白馬寺至東四義城市綠道工程進行了1：1 000帶狀地形圖測量，線路長度20 km，寬度50～100m，測量面積1.7m2。綠道線路起點白馬寺游樂場，途經玉苑村北、牛山北、二仙掌、柏楊溝、山耳東、一級路西四義大橋，終點東四義公園，測區有高山灌木林，有林地、溝壑、田野、建筑區[4]。

在進行測量工作的時候，我們一共投入了6名工作人員，其中1名國家注冊測繪師，5名技術人員，并且設立了3個作業小組。儀器配置如表2。

表2 儀器配置表

作業過程如下：

1）我們用網絡RTK測量了測區附近伊侯山、C003、C004、C009等10個控制點并進行了平面與高程參數的轉換計算，平面殘差最大0.032 1 m，高程殘差最大0.027 5m，檢核C004和IV111的坐標，差值均小于5 cm，符合規范要求，成果可靠，作為測區起算成果。

2）根據前期選線踏勘情況，分三個小組用網絡RTK進行了測量，2014年5月11日上午，各小組用手簿登陸了山西CORS網絡，儀器狀態正常。第一小組進入到二仙掌村建筑區測量時反映，網絡RTK信號不穩定，實時測量工作進展緩慢，結合現場狀況，建筑密度大，且建筑多為二層磚房，衛星高度截至角大于15°的衛星數為4個，同時PDOP為7.2，不滿足RTK測量的衛星狀態要求，結合以往經驗及時采用了全站儀假定測量；第二小組在進入二仙掌東邊的山溝測量時，移動網絡沒有信號，網絡RTK一直處于單點狀態，及時采用了單基站RTK進行測量；第三小組正常測量白馬寺游樂場北邊的現狀道路，下午第三小組開始作業后，網絡RTK一直顯示浮動解，無法正常工作，通過手簿查詢基準站信息，距離最近基站60 km，在網絡RTK正常作業下，基準站一般提示在移動站周圍幾十米到百米范圍內，當時判斷CORS站網絡可能出現問題，在工作QQ群咨詢CORS中心領導什么情況，后來確認周圍基準站檢修，當天暫時停止服務，于是馬上連接4 km外的另一臺單基站，采用單基站模式進行測量。在項目整個過程中作業組盡心盡力，利用適合工程與現實狀況的作業模式分別完成了自己的綠道線路測量任務[5-6]。

4 結語

RTK技術對城市綠道的測量起到了很大的幫助作用，它比傳統的測量儀器更省時，為測量工作人員減小了測量難度，使測量的各項指標都能夠達到規定的標準，但有時在很大程度上也需要傳統儀器全站儀的配合使用。本文通過案例分析，使RTK技術在城市綠道工程中所起的作用被人們更清楚地認識到，對RTK在城市綠道工程中的應用起到了較大的推動作用。

[1]劉文娟.GPS在地籍測量中應用的研究[D].秦皇島：燕山大學, 2014.

[2]王見紅.CORS-RTK高程測量在開采沉陷監測中的應用[D].合肥：安徽理工大學,2015.

[3]韋漢金.市政道路改造施工中控制測量工作中存在問題探析[J].城市建筑,2014(4):300-301.

[4]2014年《測繪與空間地理信息》全年總目次[J].測繪與空間地理信息,2014(12):228-263.

[5]唐榮耀.淺談GPSRTK定位技術在市政工程測量中的應用[J].山東工業技術,2015(5):110.

[6]藺志永.基于CORS的城市道路工程測量技術研究[J].測繪與空間地理信息,2014(1):193-195.

（編輯：王紅霖）

Application of RTK Technology in Green Construction of City

Zhao Ruihua
(Exploration Branch of Jincheng Design Institute,Jincheng Shanxi048000)

With the rapid development of economy and science and technology,GPS technology has been used in all walks of life.The GPS RTK measurement technology in the technology plays an important role in urban green road engineering.Mainly introduces the RTK measuring principle and advantages and disadvantages,and combine the instance of specific application of RTK is briefly analyzed.

single base station RTK;net RTK;total station;green engineer

P228.4

A

2095-0748(2016)16-0055-03

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.16.24

2016-06-25

趙瑞華（1984—），男，山西盂縣人，本科，畢業于太原理工大學，助理工程師，國家注冊測繪師，研究方向：城市規劃測量。