RTK在測量中的應用

江冬明，王 遠，吳 冉

（安徽省地質實驗研究所（國土資源部合肥礦產資源監督檢測中心），安徽 合肥 230001）

RTK測量技術是一種實時差分GPS測量技術，它是以載波相位觀測為基礎，是GPS測量技術當中的一種創新突破，在野外勘查測量當中，可獲得點位厘米級水平精度。其基本思想為，對所觀測到的衛星具有連續工作性。

1 測區概況

該地區地勢較為復雜，通視情況不太好，此次測量以山地山丘為主，也有少量樹林。在測區內以三個四等GPS點為起算點。

為了對該測區10km2進行1：500的地形圖測量，設置了一級控制網，并布設好監測控制點，并根據區域內原有的GPS點，利用平差軟件求出轉換數值，并將得到的數值在測量區域范圍內，然后在區域內設置另一個已知點，以便進行坐標數據檢查[1]。坐標較差在允許的范圍之內，開始對該控制網進行測量。平面坐標通過靜態GPS聯測，其中高程均為四等聯測。

2 RTK精度研究

為保證測量參數的準確性，就要根據圖根控制測量工作前期進行RTK精度研究。采用Trimble雙頻GPS接收機，其標稱精度為10mm+1ppm，全站儀為萊卡TCR302，標稱精度為2″和3+2ppm。采用RTK技術來代替常規圖根測量。

本次研究的基準站，設置在測量區域中部已知點EK002上，設置點一般是用來精準檢測已知環境的條件，因此，在安置臺上的GPS接收器連接電臺設備。將基準站的坐標與地方左邊數值輸入到GPS接受器當中，并進行控制測區內的三個不同坐標點均勻分布，在GPS接收器上輸入WGS-84坐標點，進行坐標點數值轉換，并將顯示結構返回到GPS接收器當中[2]。對幾個已知點進行觀測，坐標較差如表1。

表1 GPS RTK與靜態GPS坐標較差

其中△x、△y、△z為GPS RTK測量數據與已知的四等GPS點坐標差，從表1可以看出，點位平面誤差絕對值≦5cm，一般來說，距離越近精度越高。而高程較差△z最大的為3.12mm，達到圖根測量較差中誤差的要求。

圖根導線布設為了滿足測圖與測區施工放樣的需求，根據實際地形情況布設圖根控制點，根據圖根點的點位精度，可采用兩種方法，一是動態GPS實時RTK定位，二是使用全站儀按二級導線的要求布設附合或閉合導線[3]。

3 RTK圖根控制

3.1 平面控制

利用GPS RTK進行圖根點的布設，并根據所給出的《工程測量規范》當中的圖根點精度，對數值相近等級的控制點，誤差將不應大于規定圖根上0.1mm；在高程中誤差當中，不應該大于圖根的基本等高距離，一般會在越登高距離的1/10作用；利用實施GPS RTK系統來布設圖根的坐標點，在精度測量完畢后在進行圖根坐標點測量。

3.2 高程控制測量

由于受到地球運轉的高程異常影響，因此，測量高程的測量精度也會出現一定偏差，因此，在進行高程測量到年中，要采取四級水準測量方式。在進行完第四次測量之后，要對RTK測量的高程精度進行檢測，防止在進行地形圖測量時出現偏差，同時，采用RTK方法對地圖的根點進行重新布置。

4 數字化地形測圖

在野外數據采集時用全站儀和RTK同時對測區進行野外數據采集，以進行比較。

4.1 全站儀觀測

（1）測量圖根所使用的全站儀器進行觀測，要對進行測角、測距兩部分檢測分析，確認其精準度與各項指標符合標準后，才能投入使用。

（2）利用全站儀進行野外數據采集，其點位的精度應符合圖根上的標準，即不小于圖上的±0.2mm，地形的點測距離最大可進行測量250m。

（3）在進行測量前要做好檢測站的準備工作，要以一個點為定向，進行另一點的檢查，被檢測點誤差不得大于0.1m。

（4）在檢測工作準備完畢后，就可以開始進行深度測量。

4.2 RTK觀測

可以利用GPS RTK系統在野外進行數據采集，并且其具有采集快捷的特點。數據集采集的前期工作要安排好，例如，點校正，建立數據集整理文檔，建立后要對參考站進行測試，看看移動站是否準確，然后就可以開始進行破碎零件的測量和采集了。

4.3 1：500地形圖測繪的內容

（1）野外地質勘查及附屬設施測繪：復雜地質按不同類別、等級區別表示，同時賦予相應的圖形屬性。

（2）坎子：礦山坡坎除復雜零亂環境無法表示清楚之外，其余的應按規定測繪于圖上，并注記其比高，并加注比高。

（3）礦山巷道、通道等要應準確的測定，測定其特征點位置，并正確運用符號表示。

（4）溝底、山頂等要有足夠的碎部點密度，確保礦山地物、地形精度；圖上高程注記點按每平方千米不少于10點～15點進行注記，注記點盡量選擇在山項、埡口、谷底的上下端等地方注記。

（5）電纜線測繪：礦山工程電力線、通訊線除測定其電桿位置外，按圖式符號表示其性質，如高、低壓地面或地表下的電纜等。

（6）地形圖地理名稱調查注記：在測繪過程中，應注意調查礦山周圍地名、山名、道路、河道、水庫等相關地理名稱。

5 內業處理

成圖過程：通過收發信息軟件將RTK的數據進行保存，在計算機內進行數據轉換，通過轉換后的數據，轉換成DAT文件。下一步是顯示場地高程點，將高程點擴展到CASS軟件中，刪除一些重復或無用的點，建立DTM。完成后，過濾掉不合理的三角形，畫出等高線。擬合的步長應相對較小，一般為2m。特征可以在顯示點之后繪制，也可以使用APPLOAD-GAILINE命令添加原始的特征圖。仰角注:選擇輪廓注-源線注-僅注曲線，選擇文本后回車完成注。

6 結論

通過以上分析，可以得出RTK技術可以滿足四等水線測量要求。由于產生不同常規的控制測量，會產生不同的采集方式來進行標準測量。由此可以得出RTK的一些特點：

（1）精度高。采集到的數據安全可靠，無誤差積累。在滿足RTK基本條件下，在一定的工作測量區域內，無誤差，其測量精度可達到2cm～3cm左右，在滿足精度測量要求時，基準站距離與RTK不能同步增長。

（2）降低了作業要求。RTK不需要兩個點之間的接入。RTK技術特點是受能見度條件、氣候、季節等因素影響較小。傳統的觀點認為，只要RTK滿足其基本的可見性條件，就可以很容易地在復雜地形和障礙物造成的不可達區域進行快速、高精度的定位作業。

（3）作業效率高。在一般地形條件下，RTK測量面積可以一次性完成4km半徑左右，減少了傳統測量受到面積大小控制的特點，與計量器具的數量“移動站”，只有一個人操作，在幾秒鐘的一般環境的坐標點，操作速度、低勞動強度、節約成本，提高勞動效率。

同樣RTK在工作是還存在著一些問題：

（1）GPS測量時至少接收4顆未受干擾的衛星信號。這些信號以直線的方式傳輸到接收器的天線上，而不需要通過水、土壤、墻壁或任何其他障礙，從而限制了GPS的應用范圍。

（2）RTK技術廣泛應用于平面位置測量，但在測高方面運用尚不成熟，不能達到高等級的高程控制。