RTK技术在城市测量中的应用及质量控制研究

王攀

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.067

摘 要：随着城市建设的飞速发展，一些位于地面的测量控制点常因遭到破坏而影响工程测量的正常进行，如何快速精确地提供控制点直接关系着测量工作的进度和效率。该文以城市测量质量控制为研究对象，以北京某项目为背景，探讨了城市测量中RTK技术的应用，进而分析了影响RTK测量精度因素，在此基础上，提出了质量控制思路，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：工程测量 质量控制 城市 RTK

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（c）-0067-02

1 RTK在城市测量中应用的可行性

1.1 控制则量

随着城市建设的飞速发展，一些位于地面的测量控制点常因遭到破坏而影响工程测量的正常进行，如何快速精确地提供控制点直接关系着测量工作的进度和效率。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，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术则能实时知道外业定位结果与定位精度，在作业效率上具有明显的优势，在精度上也可以通过试验来验证。

此次试验选取了北京测绘院在北京旧宫镇的二级导线网中的一段，如图1所示。RTK作业使用的仪器是南方测绘公司的灵锐S82 RTK接收机两台，电台功率为25 W，标称平面精度1 cm+1 pp m，高程精度2 cm+1 ppm。于2007年10月19、20日用RTK测量导线网中的各个点的坐标，然后与已知坐标进行比较，验证RTK控制测量的精度。

由计算的各点位误差和高程的中误差看，RTK测量成果的平面中误差和高程中误差均未超过5 cm，这说明RTK技术能满足《城市测量规范》CJJS-99中最弱点的点位中误差（相对于起算点）不大于±5 cm的要求。其中第3、8、9、10四个点的误差较大，是因为这4个点的一侧有高楼遮挡影响卫星和基站的传输信号，但是通过对这4个点的重测检核，发现重测得到的坐标跟第1次测得坐标较差很小，都在3 cm之内，在实测时，应取两次坐标的平均值作为最终成果。

1.2 地形测量

现在的地形测量普遍使用全站仪，但是全站仪测量作业时需要布网控制且点间要求通视，遇到视线遮挡使得个别点数据需要多次搬站才能采集，劳动强度大，作业效率低，且由于多次搬站误差累积使得精度难以保证。RTK技术测量时无需进行布网施测，不要求点间通视，误差不传播、不累积，并且在外业测量中，能实时知道定位结果和定位精度，而且RTK可以全天候地连续观测。但是用RTK采集数据，受卫星状况、天空及周边环境、数据链传输等影响，许多地方数据难以采集。如果用RTK与全站仪联合测图，全站仪和RTK就可以实现优势互补，即在进行地形测量时，空旷地区的地形、地物用RTK测之；村庄、城区内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标，然后用全站仪测之。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率，而它的精度在上述控制测量中已经证明。

2 影响RTK测量精度的因素及其质量控制

2.1 影响RTK测量精度的因素

在正确设置基准站和流动站后，影响RTK测量精度的主要因素有以下几方面。

（l）坐标转换参数精度。坐标转换是区域性的，受已知点分布和精度、数学模型的精度及基准系统本身精度的影响。转换参数的精度将直接影响RTK测量成果的精度。（2）基准站的坐标精度与信号质量。RTK的工作模式是基准站接收机借助电台将观测到的三维坐标发送给流动站接收机，流动站接收机通过数据链接收基准站的数据，同时采集GPS数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，求得流动站三维坐标。因此基准站的坐标精度和信号质量直接影响流动站的精度。（3）作业环境。环境对RTK影响的因素主要有地形、基准站与流动站之间的障碍物、多路径误差、电波干扰、信号反射等，因此选择已知点架设基准站及布设控制点时，应考虑到上述因素，远离电视发射塔、微波中转站、变电站、高压输电线、高大楼房，卫星高度角应大于10°，避开大面积水面和大幅金属面场馆及成片的障碍物，防止电磁干扰、多路径效应及GPS信号被遮挡和反射。（4）观测时段。RTK测量受接收卫星的数量状态及卫星的分布状况影响。因此观测前应查看卫星星历预报图，选择几何图形强度GDOP<6.0，以及可见卫星数≥5的观测时段作业。（5）流动站与基准站两点之间的距离。由于电台功率以及数据链传输质量的原因，限制了RTK作业的有效距离，控制好流动站与基准站两点之间的距离，可提高RTK的测量精度。

2.2 RTK测量精度的质量控制

在野外施工中，卫星状态、多路径效应、电磁波干扰、对流层或电离层折射等方面的因素，影响着RTK测量的精度，甚至导致RTK测量假值的出现，导致测量成果不可靠，但是由于RTK测量缺少检核条件，使得RTK假值不容易被发现，这就需要测量时对测量成果进行质量控制。

（1）直接查看观测手簿上的收敛值判断观测质量。目前大多数RTK仪器都已采用OTF方法计算整周模糊度，大大缩短了解算时间。因此，在无干扰的测区，仪器锁定卫星在5颗以上时，5 s内RTK测量即获得固定解，手簿显示的收敛值HRMS合VRMS一般在2 cm以内。此时的收敛值真实地反映r大线中心测量的内符合精度。若RTK测量60 s以上才得到固定解，此时的收敛值可能存在假值，需要进一步确认。（2）已知点检核。在测量过程中将已知点纳入到测量链中的方式进行检核，这是最可靠的检核方法，也是一种十分有效的方法，可在任何情况下时使用。（3）重测比较。每次初始化成功后，或测量2～4 h左右应重测1～2个已测过的RTK点，以此来检查测量成果的质量状况。重测结果点位及高程较差应在5 cm以内，最终成果取平均值。（4）双基站检测。在测区内同时建立两个或两个以上基准站，每个基准站采用不同的频率，流动站通过切换频率接收不同基准站的改正数据，从而得到两个或以上解算结果，比较这些结果来检验其质量状况，解算结果点位及高程较差应在5 cm以内，最终成果取平均值。

3 结语

综上所述，RTK技术完全可用于城市控制和地形测量，它的应用不需逐级布网控制，可直接施测控制点、图根点或碎步点；测量的点位误差相互不传递，不积累，点位误差均匀，定位结果和精度能实时显示，避免了因误差超限而重复劳动作业。RTK作业时一个测区只需先布设基准站点，其作用距离最好控制在6 km以内；基准点选择要避免障碍物、电波干扰和信号反射；高精度的求解坐标转化参数、选择较好的观测时段，控制好流动站与基准站两点之间的距离，可提高RTK测量精度。采用将已知点纳入到测量链检核、同一个点安排不同的观测时间段重测比较、在两个或多个已知点上设基准站，流动站对同一点观测，取其平均值作为最终成果的方法，确保测量成果的可靠性，以及提高测量精度。

参考文献

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