如何应用RTK技术进行测绘

刘玉庆 丛露滋

摘 要：文章讨论RTK技术的优点和制约因素，实际应用中如何应用RTK技术进行测绘，以及测绘中需要注意的地方，如何尽可能的减少测绘误差。

关键词：GPS技术；RTK技术；站点；测绘

1 RTK定位技术的测量原理

RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，其原理是：基准站实时的把测量的载波相位观测值、基准站坐标等测量数据用无线电传输到运动中的流动站点，在流动站点通过无线电接受基站点所发射的信息，再把载波相位观测值实时的进行相应的处理，具体就是对载波相位进行实时差分处理，最终得到基准站和流动站点的基线向量，基线向量加上基准站坐标，进行相应的计算就可以定位每个流动站点的WGS-84坐标，通过坐标转换参数和相关软件的计算就可以得到每个流动站点的平面坐标X，Y和海拔高度。

2 测绘工作中应用RTK技术的分析

2.1 RTK定位技术的优点

（1）定位精度高，数据实时性好，每次测量都是新的测量基准，没有数据误差积累。其测量的平面精度和海拔精度能达到厘米级。（2）测量快速，后期的维护费用，工作人員的人力、资金投入低。在一般的地形地势条件下，每次站点的架设都可以测量完5km半径的测绘地区，大大减少了传统测量作业所需控制点数量和测量仪器的搬站次数，操作非常简便，在无强烈的电磁干扰条件下一般几秒钟就可以对一个点进行定位，测量速度快，操作人员的操作简单，便捷，需要的操作人员少，从而为测绘工作的顺利进行节约了大量资金投入，提高了劳动效率。（3）RTK设备自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘的内、外业。流动站采用先进的软件控制系统，设备的自动化程度高，可以依靠计算机进行自动化的运行，其测量数据可以连接数据处理计算机，通过相应的软件设置就可以得到最终结果，使得人为操作引起的误差大大减少，保证了作业精度。（4）因为RTK技术不要求两点间通视，只需要能够接收到电磁波信号就可以精确的定位，因此，和传统测量方法相比，其测量的作业不受通视条件、能见度、天气、季节等因素的影响。在人员难以到达的地区，不方便测量的地区，只要无强烈的电磁干扰，其就能测绘得到有效的数据。（5）其后期的工作量减少，因为其数据一般是数字式的，配合相应的计算机软件，就可以进行有效的数据处理，得到相应的结果，因为系统的集成化极高，所以其操作起来也非常的简便，能最大程度地减少人力，财力等资源的消耗。

2.2 RTK定位技术的不足

（1）测量信号受卫星信号的影响大，如果测绘的地区卫星信号不能覆盖，或者卫星信号薄弱，就会使得测量的数据产生误差。（2）受地球电离层的影响大，在白天的时候，因为地球的电离层薄弱，就会使得可以进行定位的卫星数量减少，当搜星少于5颗的时候，其测量就无法进行。在山区，城市里楼宇布置比较紧密的地区进行测绘作业的时候，卫星信号会被大大的减弱，从而导致信号的丢失严重，使得测绘工作不能良好的进行。（3）相关设备的稳定性不好。因为是新技术的应用，所以其运行的稳定性都有待时间的考证，其数据的测量因为受到卫星信号、天气因素等条件的干扰，所以其数据的测量还是有局限性的。

3 在实际测绘过程中应该注意的问题

RTK施工测量作业模式按实现手段可分为两大类：一类是以单基站广播差分改正信息的常规RTK模式；另一类是以CORS（连续运行卫星定位服务综合系统）网络RTK模式。常规RTK电台作业的数据传输稳定，但是其基站需要架设的地势较高，CORS初始化时间短，作业范围大，采用连续的基站，使得用户可以随时观测，使用方便，工作效率大大提高。

一般在使用RTK进行测量时，对参考站点的设置要求如下：（1）参考站位置的选择必须严格。参考站点周围应视野开阔，上空无明显的遮挡物，因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。参考站可以为测区内已知控制点，也可以为根据用户需要自由设站。（2）参考站应避开强磁场（如微波塔、通信塔、雷达、磁铁矿等大型电磁发射源）的干扰，应远离200米外；另参考站要远离高压输电线路、通讯线路50米外。（3）在作业的时候需要基准站与流动站应同步锁定5颗以上的卫星数，以便于对信号的锁定和接受处理。

参考站的作业要求：（1）要使得设备能够有效的运行，使用过程中要注意设备的使用环境，不能在暴晒和雨天的环境下进行测绘任务。（2）在使用的过程中，尽可能的避免相应的电磁干扰，尤其是手机，在操作机器的时候要关机，或者距离相关设备100米远。（3）参考站要保证良好的电源供应，采用12V蓄电池工作，及时可靠的保证参考站的良好运行，如果采用无线通信模式对数据进行上传时，要求通讯卡只能进行上网，保证卡内有足够的流量，防止外来电话对其数据的传输中断。

一般在使用RTK进行测量时，对流动站的要注意以下事项：（1）在开展作业前，要检查内存卡是否有足够的容量。（2）保证足够的电源供应。（3）RTK作业应尽量在天气良好的状况下作业，要尽量避免雷雨天气。夜间作业因为电磁信号好所以其测量精度一般优于白天。

4 RTK作业的工作模式

4.1 快速静态测绘法

在使用这种测绘方法时，对相关设备进行静态放置，静止的进行观测。在测绘时，通过对接收到的信号进行同步观测，实时的对采集到的数据进行运算，从而建立用户的三围坐标值。采用这种测绘方法的时候，一般不用保持对GPS卫星的实时跟踪，定位精度达1cm。

4.2 动态测绘方法

与一般的静态测绘方法相比，动态测绘方法，要求流动接收机首先工作在静态测绘状态，首先对某一点进行静止的观测，在系统初始化以后，流动的接收机对每一个观测站点，静止的测试几个数据，再加上基准站点的同步观测数据，然后求得流动站的三维坐标，在此方法下进行测绘工作，要求对卫星信号进行实时的跟踪，不能丢失信号，要求实时同步。

5 提高RTK测绘精度的方法和措施

（1）对于已知点精度要高一些，且有足够的精度。（2）对于已知点，要进行多次测量，点的密度要足够高。（3）在站点的布局过程中，要充分考虑当地的地理环境，天气因素，是否有遮挡物，不能有强烈的电磁干扰，等外围因素，其作业半径要符合RTK的作业要求，不能盲目的要求过大，损失测绘精度。（4）电台不能放在离GPS接收机过近的地方，手机等无线通信设备要保持至少30米的距离，电台的信号线和电源线不能过长，不能卷起来，否则会因为产生电感效应，从而引起测绘精度的下降。

6 结束语

RTK技术已经被广泛地运用于工程测量及勘察等领域，并已发展成为一个真正的三维测量工具，然而困难地区获得初始化问题、高程精度问题仍然是RTK领域还待研究解决的问题，使其实际应用中仍然具有一定的限制性。其具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点，通过以上对RTK技术的理论分析和实际作业过程中需要注意事项的分析，在实际的测绘过程中要想得到良好可靠的测绘数据，就需要在注意一些相关的工作细节，尽可能地消除各种误差。

参考文献

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