RTK作業系統及其在城市測繪工程中的應用

摘要：近年來，國內工程測繪行業發展速度越來越快，隨之產生很多更高端的測繪技術，如全球衛星定位技術，該技術能夠借助衛星系統實現精準定位，對城市測繪精度的提高具有重要意義。實時動態（Real-timekinematic，RTK）技術是由衛星定位技術演化形成的實時動態測繪技術，可以為城市建設提供連續、動態的測繪數據，因此被廣泛用于城市工程的房地產測繪、地形測繪、地理信息數據測繪以及基礎設施測繪中。基于RTK作業系統及其應用流程，分析城市測繪工程中對RTK作業系統的有效應用，以期能夠為提升城市測繪精度提供技術保障。

關鍵詞：城市測繪RTK作業系統應用流程技術保障

TheRTKOperatingSystemandItsApplicationinUrbanSurveyingandMappingEngineering

ZHAOJing

（GansuWaterConservancyandHydropowerEngineeringBureauCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730046China）

Abstract：Inrecentyears，thedevelopmentspeedoftheengineeringsurveyingandmappingindustryinChinahasbecomefasterandfaster，andmanymorehigh-endsurveyingandmappingtechnologieshaveemerged，suchasglobalpositioningsatellitetechnology，whichcanachieveaccuratepositioningwiththehelpofsatellitesystemsandisofgreatsignificance toimprovetheaccuracyofurbansurveyingandmapping.Real-timekinematic（RTK）technologyisareal-timedynamicsurveyingandmappingtechnologyevolvedfromsatellitepositioningtechnology，whichcanprovidecontinuousanddynamicsurveyingandmappingdataforurbanconstruction，soitiswidelyusedinrealestatesurveyingandmapping，topographicsurveyingandmapping，geographicinformationdatasurveyingandmappingandinfrastructuresurveyingandmappinginurbanengineering.BasedontheRTKoperatingsystemanditsapplicationprocess，thispaperanalyzestheeffectiveapplicationoftheRTKoperatingsysteminurbansurveyingandmappingengineering，inordertoprovidetechnicalsupportforimprovingtheaccuracyofurbansurveyingandmapping.

KeyWords：Urbansurveyingandmapping;RTKoperatingsystem;Applicationprocess；Technicalsupport

近年來，城市基礎設施建設廣泛應用到測繪技術，城市建設也從以往基建投入逐漸向數字信息建設層面轉化，測繪技術則能夠為城市測繪工程提供真實有效的數字信息。“互聯網+”時代下，城市基礎設施必須滿足全方位信息需求，數字孿生、虛擬城市以及智慧城市等理念的產生，為發展現代測繪技術提供了時代機遇，這些技術在與城市建設融合過程中，將更為智能化、精確可靠的測繪服務提供給城市工程建設[1]。實時動態（Real-timekinematic，RTK）作業系統就是基于GPS技術衍生的一種實時動態測繪技術，可以為城市建設提供連續、動態的測繪數據，因此，被廣泛用于城市工程的房地產測繪、地形測繪、地理信息數據測繪以及基礎設施測繪中。

1.RTK作業系統及其應用流程

1.1RTK作業系統

RTK技術主要是以基準站監測產生的衛星數據為載體，通過流動站實現載波差分處理后獲得相位觀測值。從該界定可以看出，RTK作業系統內含基準站和工作站，通過無線通信數據聯接，能夠實達到實時動態定位目標，搭建無線通訊數據鏈。通過RTK作業系統進行動態化定位期間，需要先創建基準站，通過接收機對衛星信號進行持續接收，以滿足連續觀測要求。所有流動站均配備有對應手冊，一方面，能夠接收到衛星信號；另一方面，還能借助無線通信設備實現基準站數據信息的接收，通過手冊完成計算工作，最終計算出流動站的三維坐標[2]。用戶根據計算結果，能及時掌握數據信息質量，有助于觀測效果的提升，降低重復觀測率。

1.2RTK作業系統用于城市測繪的流程

PTK作業系統用于城市測繪的詳細流程具體敘述如下。

（1）準備工作。借助RTK作業系統開展城市測繪前，應基于城市特點，明確測繪工程的名稱，制定GPS需求控制點、創設轉換坐標參數與主機運動參數。（2）轉換坐標參數。利用RTK作業系統實施城市測繪工作期間，必須有實施測繪坐標值。然而，城市測繪大多會以當地獨立坐標系當作參考基礎，所以必須選擇WGS-84坐標系和地方坐標系完成轉換。（3）確定基準站。在選擇參考站的過程中，要對城市測量的資料進行實時、動態的把握，在參考站的發射臺和流動站的接收機等裝置的幫助下，進行了數據的變換和傳輸，方便了整個星期的模糊度計算，實現工作質量和效率的提升。（4）RTK作業系統應用。對基準站位置進行科學設置，明確控制點之后，創建基準站，再通過接收機輸入控制點編號、已知坐標數據及天線高度，對電臺通道、實際操作靈敏度進行合理設置，認真檢查電臺發射指示燈運行狀態，是基準站達到理想設置效果。此外，還必須對流動站進行設置，保證流動站和基準站有彼此匹配的接收頻率。

2.城市測繪工程對RTK作業系統的應用

2.1前期準備

在城區測量中，為更好地利用RTK技術，必須事先做好測量工作。第一，在進行測量前，要對測量的環境展開調查，要事先對項目周邊的情況有一定的認識，盡量減少外界因素的干擾。將RTK技術應用于野外，使RTK操作環境適應能力得到最大限度的提高，為測量結果的準確性提供保障。第二，對轉化的參量加以詳細說明。在城鎮地圖繪制中，確定坐標變換是非常重要的，在實際測量過程中，必須對GPS控制點進行合理的布設，為了得到相應的參數，需要做好相應的位置計算工作。在完成測量任務后，進行相關參量變換，一般采用聯合測量的方法展開測量，以提高測量精度。RTK操作技術在城鎮測量中的運用，一方面，可以獲得較高的測量結果，為以后城市規劃工作提供便利；另一方面，還能保證測量結果的準確性和坐標點精度。

2.2控制測量

隨著我國城市化進程的加快和城市建設迅猛發展，對城市發展的規劃也提出了更高的需求。在城市規劃階段，利用城市測量資料編制出相應的計劃，為城市建設和發展服務。地理信息的獲得仍然來自于城鎮測量，但是提高了測量管理的水平，可以為城市規劃工作的開展提供了技術支持。RTK操作系統在城區公路測量中的具體實施過程如圖1所示。

傳統的測量方法耗時過久，并且容易受到透視的干擾，難以適應城市的發展需要。可以很好地解決這一問題，有助于減少地圖繪制所需的時間，RTK作業系統會即刻監測出來，并重新開始測量，為提升測繪準確度提供了保障。

2.3地形圖測繪

城市各種地形測繪中應用RTK作業系統，特別是開闊空間具有更為理想的測繪效果。RTK作業系統無需要選擇以往的從控制點出發進行地形圖繪制的方式，因為傳統測繪方式極易受測繪距離、控制點數量等諸多因素影響。在地貌測繪工作中，由于對控制點的依賴，使其可以直接穿越復雜的地貌。例如：在溝壑、山脈等地方，不受能見度的限制，可以在地圖上記錄地貌和地形的變化，大大降低了測繪工作者測繪強度，為測繪效率的提升提供保障。如現階段RTK作業系統一般會與無人機技術相互配合，對特殊地形實施測繪，具體如圖2所示。

除此之外，在對一些地形極其復雜的區域或者建筑物進行測繪時，由于對衛星的干擾較大，一般都需要使用普通的全站儀進行數據處理。但是，由于RTK操作不受通視、控制距離等因素的限制，所以，可以通過在建筑物密度較大的地區或地形比較復雜的情況下，通過布設圖根控制點來進行測量。在地形圖編制過程中，一般采用圖根點，在編制平面圖時，首先要在地形圖上畫出控制點，然后在此基礎上進行加密制圖，畫出的控制點實際上是圖的根結點，也就是導線點。

2.4建筑物規劃防線

在利用RTK操作技術進行城市規劃制圖時，經常要使用房屋防御網，在進行房屋防御網設計時，應同時考慮房屋的性質，還要保證測量放樣的準確性。要做到以下幾個方面：首先，要按照外業放樣的要求，保證RTK技術的適用范圍；其次，對于測量精度的高需求，采用RTK操作體系進行施工控制，如下如圖3所示。

RTK操作的動態位置和測量特點，可以很好地彌補前期工作中存在的缺陷，為提高測繪精度奠定基礎。將RTK技術運用到城市規劃和測量中，不僅可以提高測量的速度，而且可以減少測量工作量。

2.5RTK作業系統應用案例

隨著甘肅省城鎮化速度的不斷提升，大城市與周邊小城鎮間的交通問題日益突出，迫切要求建設80km/h的高速公路網，其總里程12km。在測量初期，要利用RTK作業系統進行1：500條帶測繪。在定位過程中，要進行中心線及縱橫剖面的測量，并將最后的成果以當地的坐標系統顯示出來。該方法的實現過程為：（1）確定參考臺的定位，開啟接收器進行檢測，查看接收燈的工作狀態；如果收到的信號多于4個，則可以進行測試；（2）對所測的控制點聯測，對實測成果進行校驗，確保測圖精度滿足工程要求；最終對所獲取的測量結果進行了綜合分析，為今后的城市發展規劃工作奠定了基礎。在GPS定位精度不斷提高的今天，RTK作業系統在城鎮建設中的作用越來越顯著，已被越來越多地用于圖根、施工等領域，并產生良好的經濟效果[5]。但是，在使用RTK時，必須保證變換的精度及連接的精度，否則就會對測量結果產生不利的影響。

3.結語

總而言之，RTK作業系統是基于全球定位系統GPS所衍生的一種實時動態測量技術，可以對測繪數據進行動態測量。目前，該技術已被廣泛用于城市測繪工程中，對比以往測繪技術，RTK技術具有操作方便、定位精度高等優點，同時克服了通視性和季節性等因素對測量精度的影響，使測量精度得到了很大的提升。另外，利用RTK操作系統的高效率優勢，可以提高測量工作的效率，并將其用于城市測繪工作，這既是人類社會發展的總趨勢，也是我國城市建設和發展的主要保證。

參考文獻

[1]鄭龍葭.RTK作業系統及其在城市測繪工程中的應用探析[J].資源信息與工程，2020，35（6）：67-69.

[2]李國輝.RTK作業系統及其在城市測繪工程中的應用探析[J].卷宗，2021，11（3）：354.

[3]何志燕.RTK作業系統在城市測繪工程中的應用[J].建筑工程技術與設計，2020（10）：129.

[4]姚可星.高精度GNSS載波相位差分定位技術[D].廣州：廣東工業大學，2020.

[5]羅超.基于安卓和RTK的鐵路外業勘測作業系統的開發[D].成都：西南交通大學，2021.