关于RTK测量技术在工程测量中的应用研究

华兆威

【摘 要】GPS RTK测量技术在我国已普及应用，RTK测量技术的测量误差均匀、独立，不存在误差积累，精度可靠程度较高。但也有一定限制，比如基准站选择，由于RTK图根测量不同于常規的控制测量，不可能完全用常规控制测量的技术标准来衡量，尤其是在边长较短的相邻点表现比较明显。

【关键词】RTK技术；GPS；测量技术

1、RTK 测量技术

1.1 工程概况

珠海北区水质净化厂污水收集管网改造工程某道路排洪渠东侧现状污水管工程拟进行施工图阶段设计，根据设计下达的测量任务要求，要求测绘4.3km长线路两侧各125m的1：500 带状地形图。测区内主要有某大学珠海校区的教学办公及生活区，私人企业等，建筑物不高但较为密集，线路的前半段有山体，后半部分有排洪渠、水沟、养殖水体等，地势相对比较平坦，通视条件较好。

1.2 作业流程

利用静态GPS 做首级控制测量，采用RTK 结合全站仪做图根控制，并采用RTK进行野外地形数据采集，室内使用CASS绘图软件成图。

1.3 技术应用

根据测区的现状和已有资料的实际情况，采用下列方式进行本次测量工作。

（1） 平面控制

平面控制测量采用GPS静态观测的方法按E级精度在测区范围内沿线路均匀布设7个E级点，并联测已知的三个GPS等级控制点，作为整个测区的首级控制。在此基础上再布设图根控制点。

（2） 高程控制

在本次测量中，高程控制测量计划分为以下步骤进行：首先，控制测量阶段先利用三等水准点按四等水准精度联测各GPS首级控制点；其次，测图阶段，利用联测了水准点的GPS 点高程作为高程已知点，用GPS 网平差高程替代测区范围内的高程控制。另根据施工需要，每200 m左右设一水准点。四等水准的主要技术指标见表1。

（3）图根测量

根据需要，利用RTK 做图根控制点。要求图根点之间至少有一个通视方向，具体作业要求如下：

1）RTK 控制点平面坐标的测定：① RTK 控制点平面坐标测量时，流动站采集卫星观测数据，并通过数据链接收来自参考站的数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，通过坐标转换方法将观测得到的地心坐标转换为指定坐标系中的平面坐标。②在获取测区坐标系统转换参数时，可以直接利用已知的参数。在没有已知转换参数时，可以自己求解。求解转换参数时，应采用不少于3点的高等级起算点两套坐标系成果，所选起算点应分布均匀，且能控制整个测区。转换时应根据测区范围及具体情况，对起算点进行可靠性检验，采用合理的数学模型，进行多种点组合方式分别优选和计算。③RTK图根点测量平面坐标转换残差应小于等于图上±0.07mm。RTK图根点测量高程拟合残差应不大于1/12等高距。④用RTK测量技术施测的图根点平面成果应进行100%的内业检查和不少于总点数10%的外业检测，外业检测采用相应等级的三角高程、几何水准测量等方法进行，其检测点应均匀分布测区。检测结果应满足表2要求。

2） RTK高程控制点测量：①RTK高程点控制测量主要技术要求应符合表3规定；②RTK高程控制点测量高程异常拟合残差应不大于±3cm；③RTK高程控制点测量设置高程收敛精度应不大于±3cm；④使用流动站进行RTK高程控制点测量时应严格对中、整平，各次测量的高程较差应不大于±4cm的要求，取各次观测值的中数作为最终结果。检测结果应满足表4的要求。

（4） 地形图测量

利用RTK和全站仪 进行野外地形数据采集，测绘要点为：

1）碎部点数据采集主要技术要求如下：①最大测距，地物点300m，地形点应在400 m以内。②仪器的设置及测站的检查，应符合下列要求：仪器对中的偏差，不应大于图上5mm；以较远一点标定方向另一点进行检核，其检核点的平面位置偏差不应大于图上0.2mm；检查另一测站的高程，其较差基本上不应大于等高距的1/5。

2）野外采集的数据应进行检查，删除错误数据，及时补测错漏数据，超限的数据应重测，数据文件应及时存盘，并做备份。

1.4 精度分析

为统计并分析RTK 测量的实际精度，以便切实可行地指导生产，我们用相应等级的全站仪检测了若干用RTK测的图根点，检测统计结果见表4。

由上表统计结果可知，RTK平面坐标测量精度非常高，而在高程测量方面则误差相对要大一些，但≤2cm的点位也有着接近70%的比例，由此可见，在地势平坦，干扰卫星信号小的本项目，RTK 测量精度可以满足图根点测量精度要求，完全可以满足1：500 比例尺测图的需要。

2、RTK 测量与传统测量的优势分析

GPS RTK测量技术在工程测量中起着至关重要的作用，主要表现在以下几个方面：①作业速度快，可以实时测定测站坐标。RTK 测量技术的主要优点是实时性，能在瞬间求定测站的3 维坐标，不需要通过后处理数据，就能知道测量位置坐标和精度。即在外业观测中测量点坐标可在当时得出。这一优势在图根施测作业中体现更为明显。②生产组织更为灵活。因基准站与流动站之间依靠数据链联系，所以只要电台功率足够，电波发射范围就是实际作业范围。各流动站独立作业，可采用一个基准站配一个或多个流动站的作业组织形式。③内业计算工作量小，资料整理便捷，可实现任意分批提供资料，缩短工序作业周期。RTK 测量技术作业以点为单位，不存在GPS快速静态作业模式下的分区问题（限定一套转换参数），独立点的坐标成果可以独立提供，也使内业工作组织更加灵活。④点位精度均匀稳定，整体精度连续性强。在快速静态作业高程拟合计算时，因起算点、计算方案和拟合分区的不同，有可能出现拟合结果精度不稳定的现象。而RTK 作业中对于同一套己知点求定的转换参数，实时测定同组巨星差分结果精度是均匀的。⑤具有精确地转换到一个特殊坐标系统的能力。

3、结束语

RTK测量技术是GPS测量技术发展中的一个突破，本文基于多年从事工程测量相关工作经验，以参与的某项目为工程背景，探讨了RTK测量技术在工程测量中的应用思路，对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。