RTK定位技術(shù)在地形測繪中的應用探索

馮陽

摘要：隨著RTK技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，其在地形測繪等工作中得到了越來越廣泛的應用。測繪人員應加強對RTK技術(shù)特點以及相關(guān)的誤差分析方法的了解，準確掌握技術(shù)應用要點，充分發(fā)揮RTK技術(shù)在地形測繪的優(yōu)勢，提高地形測繪的質(zhì)量和效率，從而為工程建設(shè)等提供有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù);地形測繪;技術(shù)應用

以載波相位差分原理為基礎(chǔ)的RTK技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)差分實時定位，而且能夠有效提高定位的精度。在RTK技術(shù)的實際應用中主要通過流動站來完成基準站以及衛(wèi)星載波相位的接收任務(wù)，并對相位差分進行動態(tài)的處理分析，從而獲得流動站的實時坐標，有效的提高了定位測量的時效性和準確性，因此RTK定位技術(shù)在地形測繪等工作中的應用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的全站儀經(jīng)緯儀測量等測繪技術(shù)相比，RTK技術(shù)在測繪精度、測量效率以及操作的便捷性等方面都具有十分突出的優(yōu)勢。因此測繪部門要加強對RTK技術(shù)的研究，準確掌握其技術(shù)應用要點，推動我國測繪技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 RTK定位技術(shù)在地形測繪中的應用概述

1.1 RTK定位技術(shù)類型分析

目前在應用RTK技術(shù)進行地形測繪時可以根據(jù)實際情況采取單基站或者網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)方式。所謂單基準站RTK技術(shù)就是在1個基準站上設(shè)置1臺衛(wèi)星信號接收裝置來觀測衛(wèi)星，同時流動站通過接收基準站和衛(wèi)星的載波相位數(shù)據(jù)，并實時處理二者構(gòu)成的相位差分，從而利用已知的基準站坐標解算流動站坐標，從而完成定位測量。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)就是在多個基準站上同時設(shè)置接收裝置，通以構(gòu)成基準站網(wǎng)絡(luò)，并利用數(shù)據(jù)處理中心聯(lián)合處理多個基準站所獲取的觀測數(shù)據(jù)，從而完成對流動站的實時定位以及坐標解算，CORS系統(tǒng)就是典型的網(wǎng)絡(luò)RTK并已獲得了較廣泛應用。

1.2 在地形測繪中應用RTK技術(shù)要點分析

在應用RTK定位技術(shù)控制測量時，測繪人員應在測區(qū)內(nèi)合理確定GNSS控制點的數(shù)量且點位分布均勻，以確保能夠滿足測繪任務(wù)需要。

如果采用的是RTK定位的單基準站技術(shù)方式時，應將流動站與基準站之間的間距控制在10km左右[1]。在設(shè)置基準站時，基準站位置應相對較高，周圍無高度角超過15°的障礙物，周圍沒有無線電信號干擾源存在，電臺頻率選擇要錯開作業(yè)區(qū)內(nèi)其他的無線電通信頻率，以免影響基準站與移動站之間的數(shù)據(jù)傳輸。

當采用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)（CORS）時，流動站在基準站網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)不受作業(yè)距離限制。

測繪人員應按照測繪任務(wù)要求以及待測區(qū)域的具體范圍來選擇相應的坐標轉(zhuǎn)換方法。在測量過程中，應確保流動站能夠觀測到的有效衛(wèi)星數(shù)不少于5個，PDOP值小于6且取得固定解。此外，在測量時應盡量避開電離層活動相對比較激烈的時段，以防止信號受到干擾。

2 RTK定位技術(shù)的應用優(yōu)勢分析

應用RTK定位技術(shù)進行控制測量時，能夠快速完成控制網(wǎng)點的布設(shè)而且可以利用流動站快速直接測量控制點的坐標數(shù)據(jù)，因此其測量效率比較高。同時測繪人員可以直接利用高精度控制點進行基準站的設(shè)站，并通過移動站來完成復雜地形區(qū)控制點的測量，對通視條件的要求相對較低，能夠更好的適應復雜地形下的控制測量要求。此外，RTK定位技術(shù)還能夠有效降低工程測量成本，提高測量精度，為工程項目的規(guī)劃建設(shè)提供更加準確學測繪數(shù)據(jù)。應用RTK定位技術(shù)進行細部測量時，測繪人員應對流動站周圍的細部地形地貌點進行詳細的測量，并將地物編碼以及相關(guān)的測量數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中[2]。在工程測量中還可以利用RTK定位技術(shù)進行放樣測量。測繪人員可以在RTK控制器中輸入半徑、放樣起終點坐標以及曲線轉(zhuǎn)角等各項參數(shù)，就可以十分便捷的完成放樣測量任務(wù)，同時還可以自動完成放樣坐標的轉(zhuǎn)換。此外，還可以RTK定位技術(shù)來進行工程變形監(jiān)測，以便及時掌握工程基礎(chǔ)位移沉降等情況。由于RTK技術(shù)具有較高的測繪精度，且能夠適應復雜條件下的測繪需要，因此能夠?qū)Σ煌h(huán)境、不同目標進行高標準高精度的測量。

3 地形測繪中RTK定位技術(shù)應用實踐分析

3.1 控制點的布設(shè)

以某縣域地形測繪為例，其地形測繪比例尺要求為1：1000，應用RTK定位技術(shù)進行測量完成測區(qū)的控制測量和大部分地形測繪。在測繪工作中，測量人員應首先充分利用已有的各等級控制點成果。本測區(qū)及附近可利用的已有成果有：2個C級省級GPS控制點、2個D級PS控制點以及2個二等水準點。所選擇的GPS控制點均包括1980西安坐標系以及WGS-84坐標兩套成果，1985國家高程基準高程成果，并進行了實地勘查檢核，在此基礎(chǔ)布設(shè)了測區(qū)控制網(wǎng)。根據(jù)測區(qū)范圍及地形測繪的需要，共計布設(shè)了12個二級點。

3.2 控制點測量

在施測時主要通過RTK1+1模式進行控制測量工作。首先測量人員在測區(qū)范圍內(nèi)及周邊的共選擇了分布較均勻的3個已有高等級控制點，并通過聯(lián)測方式進行七參數(shù)解算，其最大平面殘差為0.02m，而最大高程殘差則為0.03m并對其他C、D級點進行測量檢核，其較差應符合ΔX和ΔY均在0.03m以內(nèi)，而ΔH則應在0.05m以內(nèi)的精度標準，而后方可對各個控制點進行測量。

控制點施測以及復核要點：

3.2.1 雖然RTK定位技術(shù)能夠快速高效的完成定位測量，但個別點仍存在產(chǎn)生粗差的可能性，所以測繪人員應注意復核測量結(jié)果的準確性。測繪人員應根據(jù)測繪要求對手簿和流動站的天線高、七參數(shù)以及差分格式等參數(shù)設(shè)定的正確性進行嚴格的檢查，為基準站和移動站接收設(shè)備之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2.2 在施測過程中，測繪人員應先選擇流動站周邊C級或者D級的1到2個控制點進行2個測回的檢測，確保其點位較差在5cm以內(nèi)才能繼續(xù)施測。

3.2.3 在采集控制點數(shù)據(jù)前應初始化測量設(shè)備，對同一控制點應采集3次數(shù)據(jù)，且3次測量結(jié)果之間的差值應符合測量標準要求。如差值較大超出允許的范圍時，應重新進行測量。

3.2.4 應在其取得固定解，平面收斂精度不大于20mm且高程收斂精度不大于30mm達到穩(wěn)定狀態(tài)后再記錄觀測數(shù)據(jù)，所有測回均應持續(xù)60s左右的觀測且觀測有歷元數(shù)應不少于20個，此外測回間隔時間應達到1min以上[3]，各測回平面和高程較差均不大于4cm時取中數(shù)為最終結(jié)果。

3.3 地形碎部測量

RTK碎部點測量時，可以使用控制測量時的坐標系轉(zhuǎn)換參數(shù)，也可以在測區(qū)通過點校正方式獲取，轉(zhuǎn)換殘差平面不宜大于3cm，高程不宜大于5cm。測量時應保持流動站取得固定解狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集前和采集結(jié)束時應在控制點上進行檢核，當有RTK測量有困難的地物地貌點時，應用全站儀或者其他儀器補測。

4 結(jié)語

RTK技術(shù)不僅能夠有效提高測繪的質(zhì)量和效率，而且可以降低測繪成本，減輕測繪人員的工作強度，因此被越來越廣泛的應用于地形測繪等工程測量工作中。測繪人員應準確把握RTK技術(shù)的應用要點，不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，大膽進行技術(shù)創(chuàng)新和改進，進一步提高RTK技術(shù)的測繪精度以及時效性，有效控制測繪誤差，從而更好的滿足地形測繪等測繪工作的實際需要，促進我國測繪技術(shù)水平的全面提高。

參考文獻：

[1]王婷. RTK定位技術(shù)在地形測繪和工程控制測量中的應用[C].江蘇省測繪學會2011年學術(shù)年會論文集，2011：39-40.

[2]周斌. GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應用研究[J].城市地理， 2016， （16）：72.

[3]夏海方. GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的應用探析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015，（24）：195-195.