关于RTK技术在工程测量中的应用探究

朱瑾

摘 要：随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK（Real Time Kinematic）实时动态策略技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用，而且RTK测量技术因其无需通视、无误差积累、精度高、实时性和高效性，有着常规测量仪器经纬仪、全球仪不可比拟的优势，这就使得其在工程测绘中的应用越来越广。该文从RTK技术的工作原理、工作的特点和优势以及RTK技术的具体实际的应用等方面对RTK技术进行了介绍。

关键词：RTK技术 工程测量 特点 应用

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0097-01

1 RTK测量技术的基本工作原理

RTK测量的工作原理就是在基准站上设置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备或网络，实时地发送给移动观测站，在移动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，也通过无线电或网络接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，现场实时处理出WGS-84系坐标，并根据不同测量工程项目的转换参数（平移因子、旋转因子、尺度比例）及投影方法，实时计算出并显示我们采用的1980西安坐标系、1954年北京坐标系统或地方坐标系统准确的移动站的三维坐标及其精度，其通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与移动站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间，RTK测量系统一般是由以下三部分组成：GPS接收设备、数据传输系统、软件系统，常规数据传输系统由基准站的发射电台与移动站的接收电台组成，目前较为先进的是通过电信网络进行传输，它是实现实时动态测量的关键。

2 RTK技术的工作特点和优势

RTK作为一种新型的实时测量技术，有着很多之前技术的无法达到的特点和自身的优势，主要有以下几个方面。

（1）RTK技术的定位精度高。数据安全可靠，没有误差积累。只有满足RTK的基本工作条件，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。

（2）作业效率高。RTK设站一次即可测完4 km半径的测区，可大大减少传统测量所需的控制点数和测量仪器的“搬站”次数，同时，在一般的电磁波下，RTK可几秒内得一点坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率。

（3）降低到作业条件要求。RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，只能满足“电磁波通视”，就可轻松地进行快速的高精度定位作业。

（4）RTK技术作业的操作简便，容易使用，数据处理能力强，能方便快捷地与计算机及其其他测量仪器通信。

（5）RTK作业自动化、集成化程度高，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，极大减少了辅助测量工作，减少了人为误差，保证了作业精度。

3 RTK技术的具体实际应用和监测

（1）对建筑物规划放线的测量帮助。建筑物规划放线，放线点既要满足城市规划条件的要求，又要满足建筑物本身的几何关系，放样精度要求也较高，使用RTK进行建筑物放样时，需要注意检查建筑物本身的几何关系，对于短边，其相对关系较难满足，在放样的同事，还需注意的是测量点位的收敛精度。

（2）RTK技术的控制测量。为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，而城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，常被破坏，非永久性控制点，这就影响了工程测量的进度，那么如何快速精确地提供控制点，就直接影响工作的效率，常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀，GPS静态测量，点间不需通视且精度高，但需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如业内发现精度不符合要求则必须返工，但应用RTK技术进行Ⅰ、Ⅱ级加密控制点测量无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势，其具体方法是，采用RTK技术测量，只需在测量区内或测区附近空旷、视野开阔，高度角在15°以上的范围内，无障碍物，附件不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体处架设基准站，利用不少于3个的高等级控制点进行7参数计算转换，要将测量精度设定在工程测量范围误差允许范围内后，直接用移动站对中各控制点采用快速静态测量，在15 km范围内，其定位精度可达1～2 cm，其平面精度和高程精度完全能满足规范要求。

（3）道路的横、纵断放样和土石方量计算。纵断放样时，先把需要放样的数据输入到电子手簿中，生成一个施工测设放样点文件，并储存起来，随时可以到现场放样测设；而横断放样时，则要先确定出横断面形式（填、挖、半停半挖），然后把横断面设计数据输入到电子手簿中（如边坡坡度、路肩宽度、路幅宽度、超高、加宽、设计高），生成一个施工测设放样点文件，储存起来，并随时可以到现场放样测设。

（4）RTK技术精度定位和可靠性检查。在系统设置及初始化完成进行测量之前，要进行必要的测量检查，以便确保基站设置的正确，策略数据的可靠，现在常用的监测方法有以下几个方面：①用已知点监测比较，发现问题及时采取措施改正，而且经过实践表明，这种方法比较可靠；②重测比较法，设置完成后先测几个固定点坐标，如果测区已有RTK点，即重测已有RTK点坐标进行比较；如果没有，则可重新设置仪器，重测刚才侧过的RTK点进行比较，同时可用全站仪测量各测点间的距离和高差，用距离反算和高差较差来检核成果的精度。

（5）RTK技术对碎部点测量。对碎部点的测量，手持安置流动站天线的对中杆在碎步点上即可，RTK在空旷的地方采集速度较快，一般几秒钟内可达到固定解，完成一个点的采集工作，而且用RTK直接测量地形特征点，由于RTK采集的数据转入数字成图软件后，所有的测量点均为高程点，所以采集时要一边画草图，按碎部点序号记录，到内业时，先把观测数据文件转换成成图系统需要的数据格式文件，然后，在数字成图系统中依据展绘的点位，用相应的线型或符号绘制地形图，对地点物的采集，根据数字成图系统的特点，在一定范围内最好按地物分类测量。不过RTK技术也有本身的局限性，对建筑物无法直接测量屋角坐标，在地形起伏高差较大的山区或树木较密的林区，GPS卫星信号被阻挡机会较多，RTK数据链传输也受到极大的干扰，这样就要等较长的时间才能达到固定解。

参考文献

[1] 徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].武汉测绘科技大学出版社，2011.

[2] 杨文府，崔玉柱.GPS-RTK的技术方法探讨与对策[J].测绘工程，2008（4）.endprint