RTK 測量技術在施工測量中的應用研究

秦繼芳

（山西冶金巖土工程勘察有限公司，山西太原 030002）

1 RTK 測量技術簡介

RTK 是GPS 的一種，即實時動態定位技術，是采用實時處理接收機載波相位觀測值的差分方法，從而獲得目標點三維坐標的定位技術。RTK 測量技術因為采用了載波相位實時動態差分方法，因此能夠達到厘米級定位精度，是GPS 技術應用的巨大進步。

RTK 測量技術是能夠提供高精度觀測值的定位技術，因其可以快速準確提供厘米級定位結果且能滿足生產生活需要，因而在各行業被廣泛使用。

傳統GPS 技術需先觀測一定時長的衛星數據，再經內業數據處理后才可獲得測點的定位數據。RTK 技術與傳統GPS 的最大區別就是動態測量實時獲得較高精度的觀測值，較大程度的提高了作業效率。

RTK 測量技術的基本工作原理是就是差分定位，流動站接收機采集衛星載波相位信號的同時通過數據鏈接收來自參考站的數據，根據差分解算的方法，動態實時的獲得流動站的三維坐標，并對定位結果進行改正，從而提高定位精度，同時給出厘米級點位坐標[1]。

2 RTK 測量系統的組成

RTK 測量系統主要由三部分組成：①GPS 衛星信號接收系統：GPS 衛星信號接收系統由基準站和流動站組成，為保證數據統一，必須保證基準站與流動站采樣率一致；②數據鏈系統：數據鏈有電臺、網絡通訊兩種方式；③數據解算系統：內置在接收機中的解算軟件是數據解算系統的重要組成部分，是RTK 測量結果正確的有效保證。

3 RTK 測量技術的優勢

與傳統測量技術相比，RTK 測量技術有以下顯著的優勢：

（1）操作簡便、靈活、較傳統測量技術可顯著提高測放效率，大大降低勞動強度。

（2）定位精度高，因不受累計誤差的影響，定位精度可達到厘米級，定位精度較高。

（3）RTK 測量技術受環境影響較小，在滿足RTK 作業條件下，可全天候提供高精度定位服務，可隨時滿足施工現場需要。

（4）RTK 內置集成軟件系統，自動化程度高，可智能化的實現多種測繪功能，大大減少了系統誤差和人為誤差，可有效保證成果精度和成果的可靠性[2]。

4 RTK 作業模式和優缺點分析

目前生產實踐中常用的RTK 作業模式有電臺作業模式、網絡作業模式和CORS 作業模式。三種作業模式的工作原理、優缺點比較如下：

4.1 電臺作業模式

電臺作業模式下分為內置電臺和外掛電臺兩種模式。該作業模式下必須架設基準站，配備一個或多個流動站和電臺，組成1+N 模式開展作業。基準站將相關數據通過內置電臺或外掛電臺傳送給流動站，流動站依據接收到的基準站的信息和自身采集的GPS 衛星觀測數據進行實時解算，從而實時得到未知點的坐標。

電臺作業模式的優點有：

（1）該模式是以電臺作為數據鏈，通過無線電信號傳輸數據，不需要網絡信號的支持也可工作，因此在無網絡信號或者網絡信號差的地方也可工作。

（2）電臺模式信號比較穩定，可持續工作。

（3）操作簡便，初始化時間短，可快速開始測量工作。

電臺作業模式的缺點有：

（1）該模式下需要提前收集作業地已知的控制點，來求解轉換參數。

（2）電臺輻射范圍有限，使得RTK 有效作業范圍受限。

（3）每次變換基站位置均需進行點校正檢查，程序煩瑣。

（4）地形復雜作業區需多次架設基站，增加了作業強度。

（5）附屬設備多，如外掛電臺電瓶等，攜帶不方便，多次架設基站的情況下增加了野外作業的勞動強度。

（6）電臺模式下，必須架設基準站，因此必須有一臺接收機來作為基站使用，較其他模式降低了勞動效率。

4.2 網絡作業模式

網絡作業模式利用手機流量等方式代替電臺傳輸信號數據，其與電臺模式最大的不同只是數據傳輸方式的不同。

網絡作業模式的優點有：

（1）無須外掛電臺和相關設施，附屬設備減少了，攜帶起來更方便，有效降低了作業勞動強度。

（2）只要有手機信號覆蓋就可接收基站信息，作業距離和作業范圍有效增加。

（3）因不受電臺輻射范圍的影響，只要有手機信號均可作業，因此基準站的架設位置的選擇更多，更加靈活，并非必須架設在高點。

網絡作業模式的缺點有：

（1）受手機信號強度影響較大，手機信號差的區域無法作業。

（2）手機信號差的區域不可用于需持續采集數據，穩定性要求較高的測量作業，對精度要求較高的作業成果精度難以保證。

（3）采用GSM 或GPRS/CDMA 通訊代替電臺傳輸數據，設備硬件必須具備有GPRS 模塊的接收機才可工作，對設備硬件要求較高，且必須保證流量卡不欠費才可工作。

4.3 CORS 作業模式

CORS 作業模式，網絡RTK 作業模式的一種，其與網絡作業模式最大的不同是無須架設基站，利用連續運行參考站系統提供的數據進行解算。CORS 模式下，用戶無須架設基準站，只需注冊CORS 賬號并配備具有GPRS 模塊的流動站即可作業。

CORS 作業模式的優點有：

（1）不需要建立基準站，通過虛擬參考站模式，不受基準站與流動站間距離的限制，有效解決了作業距離的影響。

（2）無須配備過多的附屬設施，裝備簡單，降低了勞動強度。

（3）利用控制中心發送的多個CORS 站的觀測數據參與解算，消除了共同的誤差，解算結果更加精確。

（4）可隨開機隨作業，且無須安排專人值守基準站，真正實現多組同時作業，提高了儀器的利用率和工作效率。

（5）無須進行點校正，減少工作程序，提高了作業效率。

（6）多參考站數據參與差分解算，削弱了比例誤差和電離層、對流層等誤差，因此精度更高，成果更加可靠。

CORS 作業模式的缺點有：

（1）受手機信號影響較大，信號弱或者不穩定的區域使用受限。

（2）需注冊CORS 賬號和使用GPRS 傳輸數據，會產生額外的費用。

（3）CORS 系統如遇控制中心斷電、維護、故障等突發情況，則RTK 無法作業，會耽誤生產。

5 RTK 測量技術在樁基工程測量中的應用案例

擬建長水片區及杉松園片區住宅建設項目，山西冶金巖土工程勘察有限公司承接了主樓、地庫及基坑支護的樁基施工任務，其中主樓和商業2338 根，地庫1256 根、支護樁713 根，共4307根灌注樁，工程量大、工期緊。為高效快速的完成施工任務，測量方案的選擇和測量儀器的選用尤為重要，項目部在施工前期就測量方案和測量設備的選用進行了比選，就各儀器的優缺點進行了分析。

（1）采用全站儀等傳統儀器進行放樣，采用該方法首先必須保證控制點間及控制點與待放點之間通視，通常在放樣出一個設計點位的時候，必須多次移動目標，該過程至少需要兩人才能完成操作，這樣浪費勞動力且作業效率低。采用全站儀等傳統儀器放樣的優點是測放點位精度較高，不足之處是易被建構筑物遮擋，受遮擋影響后需多次轉點，會導致工作效率下降、成果精度降低且增加了工作強度。項目工作量大、工期緊的情況下，該方法存在設備操作難度大、測量效率不高等問題，不能有效滿足施工需要。

（2）采用網絡RTK 模式完成施工放樣，該方法只要一位操作人員，即可完成從基準站架設初始化到移動站求轉換參數、點校正、放樣等一系列工作，不但方便快捷，而且精度很高，山西冶金巖土工程勘察有限公司采購的U5 型慣導RTK 精度可達厘米級，均符合測量放樣的相關要求。因項目區網絡信號差，導致CORS 穩定性差，RTK 測放精度不能保證[5]。

（3）采用RTK 電臺模式完成施工放樣任務，該方法具有網絡RTK 模式的所有優點，該模式下采用高頻發射，可輻射15km，完全覆蓋了施工區域，且該方法不受網絡信號的影響，只要基準站位置選取合適、周邊無遮擋，則流動站信號好，達到固定解速度快。RTK 測放點位后經全站儀檢查，完全滿足要求，這樣既能滿足要求又能提高效率。

綜合比較后，結合項目實際情況，項目采用RTK 電臺模式來完成施工測量。在實際施工過程中采用1 臺基準站加2 臺流動站的作業方式，高效準確的完成了施工放樣任務。

6 結束語

綜上所述，在特定的條件下，選擇更適合特定環境的測量儀器，均能滿足作業要求。在不同的作業區采用不同的測量儀器時，選取性價比更高的測量儀器，將會產生事半功倍的效果。隨著社會與科技的發展和進步，RTK 精度將更高、穩定性將更好、抗干擾性將更強、測量效率將更高。性價比更高的儀器的出現，也將促使RTK 技術的應用更加的廣泛。