RTK技术在市政工程测量中的应用研究

陈芳灏

摘 要：随着科学技术的快速发展，GPS技术得以快速的发展起来，而且在各行各业中得到广泛的应用。近年来在测量行业中，一种新型的GPS测量方法RTK（Real Time Kinematic）衬时动态差分法其技术日益成熟，其不仅测量的精度高、动态性好，而且可以在野外实时得到厘米级的定位精度，所以在测量工程中得到广泛的应用。文章对RTK技术及该技术的优势进行了分析，并进一步对RTK技术在市政工程测量工作中的应用进行了具体的阐述。

关键词：市政工程；RTK技术；应用

前言

随着城市化建设进程的加快，城市各项基础建设工程无论规模还是数量都在不断的增加，市政工程建设质量的好坏，直接与百姓的生活息息相关，所以为了打造民心工程，则需要加强工程测量的质量，确保市政工程的顺利建设。但长期以来测量工作由于需要考虑通视状况，而且还要受到作业条件的限制，所以存在着作业强度大，作业效率低下的问题，这种测量方法已越来越无法满足当前工程测量工作的需求。GPS技术的出现，为市政工程测量工作带来了新的曙光，而随着GPS-RTK技术的日益成熟，对推动市政工程测量工作的发展则起到了积极的作用。

1 RTK技术分析

GPS-RTK也叫实时动态差分法，是测量领域中的一项新的测量方法，也是最为常用的方法。其以载波相位观测量为基础，可以实现三维定位结果的实时传送，而且测量的精度达到厘米级，其在基准站内设置一台接收机装置，而在移动站设置一台或是几台接收机，实现对相同卫星信号的同步采集。这样在基准站接收GPS信号并进行载波相位测量的同时，则会通过数据链将其观测值、卫星跟踪状态测站价值信息一起移送给移动站，而移动站利用这些数据及本机采集的GPS观测数据进行实时处理，计算出待测点的坐标、高程和实测精度，而且通过与预调精度进行比较后，即会揭示测量人员对该点的三维坐标及精度进行记录。RTK测量系统通常由3部分组成，即GPS信号接收部分（GPS接收机及天线）、实时数据传输部分（数据链，俗称电台）和实时数据处理部分（GPS控制器及其随机实时数据处理软件）。它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

2 RTK测量技术优势

2.1 作业条件要求较低

RTK测量技术对通视和作业条件要求较小，所以作业时气候和能见度对其影响较小，减少了搬运仪器的次数，而且不需要较多的作业人员，有效降低了劳动强度，提高了作业效率。

2.2 自动化、集成化程度高。RTK测量技术由于其利用内装式软件控制系统，不仅具有强大的测绘功能，而且不需要人工进行干扰即可完成测量工作，由于其在测量过程中精度可以精确到厘米级，而且都是独立的观测值，没有误差积累产生，避免了人为误差及常规的误差积累。

2.3 操作简便，数据处理能力强。在设站时进行简单的操作即呆随时获得测量结果，而且数据在输入、存储、处理、接换和输出时都具有强大的功能，能够与和其他测量仪器随时进行通信，有效的降低了人工工作量。

3 RTK技术在市政工程测量工作中的应用

近年来，随着城市化建设进程的不断推进，一些大型的及规模化的工程基本上都已完成，目前市政工程建设多以规模较小而且较为分散的工程为主，所以在建筑过程中多以改造和完善为主。这些小工程不仅规模不大，而且具有分散性，对工期还较求较紧，这样就给工程测量带来了较大的难度。由于市政工程其工作范围多处于狭长范围，而且在城区周边位置较多，不仅建筑物较为密集，而且流动的障碍物也较多，存在着较多的无线电干扰源，无论是地点的测量控制点还是高等级的控制点都会受到不同程度的破坏及干扰，这不仅难以保证测量的精度，而且还要为了进一步协调而浪费较多的时间，在这种情况下，GPS-RTK测量技术的出现由于其对通视性和作业条件限制较小，所以有效的解决了当前市政工程中存在的问题，在市政工程测量中得到广泛的应用。

3.1 测量前的准备

进行放样内业数据准备时，在内业将线路的起点坐标、折点坐标、终点坐标资料等等要素资料，根据需要提前将电脑设计数据直接输入到外业电子手薄待放样点的坐标库，其中道路直线上每20m一个点，曲线上每10m一个点；排水需要的井位坐标；建筑需要的楼角坐标等。加入点时要考虑便于加桩操作，方便外业调用，提高外业采集数据效率。在基准站选定时，基准站设置除满足GPS静态观测的条件外，还应设在中线放样资料范围内RTK移动站接收范围内的地势较高、四周空旷开阔的至高点上，且周围无磁场影响的已知点或未知点上，便于电台的发射。一定要确保作业区域在校正点的范围内。进行外业操作时，将基准站接收机设在已知基准点或未知点上，开机后进行必要的系统设置、无线电设置及天线高等输入工作。流动站接收机开机后首先进行系统设置，输入转换参数，再进行流动站的设置和初始化工作，要通过校正点来获得当地的坐标。

3.2 RTK技术用于地形测量

由于RTK测量随时都能显示当前位置的三维坐标，因此在卫星讯号好的测区可利用RTK来测量地形地物点，并记录该点的序号和特征值，内业采用数字化成图软件，实际作业中对独立地物的测量序号应尽量连续，如测量房屋，应围绕房角至少测2个（对角线）或3个点，测量池塘要连续测完，并注明从xx～xx详细代为何地物，和现场勾画草图。外业结束后，再根据草图绘制地形图。

3.3 RTK用于控制测量

由于RTK测量在20km内点位平面标称精度为±3cm，根据相关测量规范要求Ⅰ级导线点的点位误差为±3cm，从理论上讲RTK测量完全可以满足I级以下导线点的技术规范要求。在某工程道路放桩RTK測量中，我们对距离基准站1km～6km的一些四等GPS控制点采用一点法进行检核比较，结果表明平面坐标分量最大差值为3.1cm，高程最大差值为4.9cm，完全符合I级导线点的规范精度要求。

3.4 RTK测量的误差及应用RTK作业应注意的问题

RTK测量工作中不可避免的会有误差产生，其与GPS静态定位所产生同测站有关的误差和同距离有关的误差非常相近。同测站有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素影响等。其中多径误差是RTK定位测量中最严重的误差。同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。为了更好的对GPS作业时每个测点进行有效检核，则城朵在作业前后，就在要测区内找均匀分布的已知控制点来进行检核。坐标转换方法，如控制联测法，单点法等所测量的点位精度不同，作业时应依据任务要求，测区大小使用不同的方法。RTK采用VHF超高频无线电波做数据链，容易受到电信发射塔。动态测量作业注意符合《城市测量规范》CJJ/T8-2011中4.3.14的规定。

4 结束语

随着RTK技术的日益成熟，在市政工程测量中RTK技术得到广泛的应用，而且其测量手段和作业方法也在不断的完善，有效的推动了市政工程测量技术的提升，确保了测量的精度和效率，使测量事业得到更快的发展。而且在科技快速发展的环境下，RTK技术得到不断的发展和完善，其应用的领域更加广泛，具有非常广泛的发展前景，而且在求精测量技术的发展中必将占据主导地位。

参考文献

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