淺談RTK技術(shù)在地形測量中的應(yīng)用

董超+趙迪

摘 要：RTK技術(shù)是一種動態(tài)實時差分技術(shù)，其作用是及時準確地提供量點在指定坐標中的三維坐標，在現(xiàn)實測量中，RTK技術(shù)因為可以節(jié)省人力、物力，降低測量難度，提高了地形的測量精度等特點已廣泛應(yīng)用于地形測量、控制測量、工程測量、航空攝影測量等諸多領(lǐng)域。本文介紹了RTK技術(shù)的基本使用方法和在圖根控制測量和碎部測量中的應(yīng)用，提出了RTK作業(yè)應(yīng)注意的問題以期能使 GPS RTK 技術(shù)在地形測量中得到更廣闊地應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù) 地形測量 應(yīng)用

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0047-02

RTK測量技術(shù)是一種實時動態(tài)測技術(shù)，通過載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合來進行實時差分GPS測量的技術(shù)，相比于其他常規(guī)測量方法，其在控制測量、提高工作效率、高精度定位有著明顯優(yōu)勢。但在實際操作中，RTK技術(shù)的應(yīng)用存在著一些問題，需要對其實際應(yīng)用進行具體分析，使技術(shù)與實際更好地結(jié)合，更好地適合于現(xiàn)在的測量任務(wù)。

1 RTK技術(shù)在地形測量上的應(yīng)用

1.1 RTK技術(shù)的工作原理

RTK也叫實時動態(tài)差分法，作為一種能夠準確及時產(chǎn)生測量結(jié)果的新的GPS測量方法，其有著很廣泛的應(yīng)用。過去使用的測量方法有靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量等這幾種，這些方法不僅測量時較復雜，而且都需要測量完成之后進行解算才能達到厘米級的精度，而RTK能夠在野外實時得到高精度的數(shù)據(jù)。在實際測量中，RTK技術(shù)使相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)載波相位實時進行差分GPS測量。在實際應(yīng)用過程中，RTK技術(shù)中需要的設(shè)備很簡單，只有接收機、數(shù)據(jù)鏈和流動站接收機這3個。在基準站上，設(shè)置1臺GPS接收機作為基準站來連續(xù)觀測所有可見GPS衛(wèi)星，同時以無線電傳輸設(shè)備為途徑，實時地發(fā)送給用戶觀測站，作為移動站觀測的數(shù)據(jù)。在移動站上，GPS衛(wèi)星的信號發(fā)射信號，GPS接收機進行接收，此時觀測數(shù)據(jù)也同時通過無線電接收設(shè)備傳輸，依據(jù)相對定位原理，計算監(jiān)測基準站與移動站觀測成果的質(zhì)量，從而實時地判定解算結(jié)果的成功與否，有效減少錯誤測量，使觀測時間有效地縮短。在實際測圖過程中RTK技術(shù)使用起來十分簡單，一個人攜帶儀器便可完成，需要其在要測量點停留幾分鐘，輸入測量地的特征，接下來相應(yīng)的數(shù)據(jù)便會產(chǎn)生，再通過繪圖軟件對數(shù)據(jù)進行形象的繪圖，一處的地形測量便可完成。

1.2 RTK技術(shù)在圖根控制測量中的應(yīng)用

常規(guī)控制測量的使用需要的條件有很高的要求，不僅要求測站之間相互通視，而且存在浪費人力、物力、精度不高的問題，同時測量掌握度不高，不能及時知道測量成果的精度，往往導致測量之后結(jié)果不對進行重測，影響了地形測量的進行；在使用GPS靜態(tài)、快速靜態(tài)定位測量后，解決了測站之需要相互通視的問題，但需要經(jīng)過事后處理，才能得到測量成果及相應(yīng)的精度，不易及時發(fā)現(xiàn)測量問題從而進行更改。相比較與前兩種方法，用RTK技術(shù)進行圖根控制測量是提高測量效率的不二方法，能夠?qū)崟r清楚測量結(jié)果，并保證了很高的定位精度。就1500地形圖而言，圖根點的點位中誤差不允許超過5cm，高程誤差也不能超過5cm。根據(jù)實際的測量實驗，使用RTK技術(shù)的測量數(shù)據(jù)明顯在誤差范圍之內(nèi)，RTK的測量精度完全可以滿足使用要求，也就是說，RTK的測量精度絕對可以進行圖根控制測量。

1.3 RTK技術(shù)在碎部測量中的應(yīng)用

常規(guī)的碎部測量要求較高，通常是在控制點上加密測站點，然后在測站點上使用全站儀或其他儀器進行碎部測量。不僅大量人力、物力配合，還存在大量繁瑣的計算，需要花費一定的時間。使用RTK進行碎部測量之后，采集地形點作業(yè)較為輕松，在人力上只需要單人完成即可，在物力上只要在基準站上安置一臺GPS接收機，不同于常規(guī)流動測量的復雜，流動站只需1人攜帶相關(guān)儀器在待測點上停留短暫一兩秒，輸入所在地的特征編碼，再點擊“存儲” 鍵即可將該點三維坐標及其編碼自動存入計算機中，現(xiàn)在的一個人便可完成以前多人完成不了的測量任務(wù)，大大節(jié)省了人力、物力，同時保證了測量的精準度。

2 RTK在地質(zhì)地形測量的優(yōu)點不足及解決辦法

2.1 RTK在地質(zhì)地形測量的優(yōu)點

RTK技術(shù)大大節(jié)省了人力、物力。測完一個測區(qū)只需設(shè)一次站即可，更加方便快捷、更加適合測量任務(wù)，只需一個測量員攜帶儀器，就可以獨立完成以前幾個人的測量任務(wù)。同時所測量數(shù)據(jù)滿足精度要求。通過大量實驗證明，在滿足RTK基本工作條件的情況下，測量人員通過RTK技術(shù)實時能把厘米級精度的測量數(shù)據(jù)顯示出來；RTK技術(shù)的使用條件簡單，使測量條件要求大大降低，因此，全天候作業(yè)成為可能。由于RTK測量受天氣的影響較小，對測量時間地點的要求也不高，外界環(huán)境中的天氣狀況對其影響可以忽略，因此，RTK技術(shù)實現(xiàn)全天候作業(yè)，對加快測量進度起到很大作用。

2.2 RTK在地質(zhì)地形測量的不足

RTK實際測量易受衛(wèi)星和高層大氣的影響。在白天正午，電離層對RTK的測量信號干擾較強，如果此時共用衛(wèi)星數(shù)量比較少，初始化往往需要等待較長時間才可以完成，此時往往得不到準確的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)數(shù)量和精度大大受損，而且數(shù)據(jù)傳輸可能會受干擾。數(shù)據(jù)鏈電臺在發(fā)射載波信號時，繞射能力成為其短板，實際應(yīng)用中很容易發(fā)生在基準站和流動站間傳輸中經(jīng)常發(fā)生障礙甚至中斷的現(xiàn)象，同時各種電磁波的存在也是阻礙數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾?，常因為信號減弱導致不能保證測量數(shù)據(jù)的準確性；同時初始化的能力和所需時間較長問題也同樣困擾測量工作人員。實際使用RTK技術(shù)進行測量中可能會需要重新初始化的問題，由于受衛(wèi)星信號受影響等因素，初始化往往需要較長時間完成更新，是對時間的浪費，影響了測量進度。

2.3 針對RTK在地質(zhì)地形測量不足的解決辦法

針對受衛(wèi)星和天氣影響的問題，解決辦法為測量之前要對時間進行合理安排，避開受干擾大的天氣，若不可避免，則需要提前做好設(shè)備和人員上的準備，采用全站儀配合完成測量。針對數(shù)據(jù)傳輸受干擾的問題；在測量時難免遇到山體、高大建筑和各種高頻信號源，RTK技術(shù)數(shù)據(jù)連接傳輸不可避免地會受到干擾，因此，在測量時，為保證盡量減小影響，通常在測量的中部位置設(shè)置基準站，同時保證接受條件良好，以此來使RTK移動站及時準確地接收信號和測量數(shù)據(jù)。針對初始化所需時間較長的問題，了解到采用RTK作業(yè)時有時需要重新初始化，如何減少接收不到衛(wèi)星信號和更好地縮短初始化時間，是RTK技術(shù)中亟待解決的重要問題，在實際測量時，雙頻信號初始化能力較強的儀器設(shè)備成為各測量的優(yōu)先選擇項。為解決高程擬合問題，在條件允許情況下，控制點數(shù)量越多這種問題的影響就會越小，根據(jù)實驗測量，一般選擇7個以上控制測量點。

3 結(jié)語

現(xiàn)代社會的發(fā)展促進了測量領(lǐng)域的進步，同時對測量效率和精度也提出了更高的要求。而常規(guī)的測量方法不能很好地滿足這一需求，RTK技術(shù)的出現(xiàn)，解決了這一問題，不僅滿足了測量效率和測量精度的要求，同時也節(jié)省了大量人力、物力和時間。然而，在實際應(yīng)用過程中，也存在著一定的問題，同時隨著科學技術(shù)不斷的發(fā)展，地形測量可能會面臨更多新的問題。通過研究RTK技術(shù)的相應(yīng)理論，同時在其實際使用中發(fā)現(xiàn)問題并逐步提出解決辦法來滿足未來地形測量的更高要求。

參考文獻

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