RTK技术在海岛地形测量中的应用

袁 蕾， 孙永光， 付元宾， 程 林

(国家海洋环境监测中心，辽宁 大连 116023)



RTK技术在海岛地形测量中的应用

袁 蕾， 孙永光， 付元宾， 程 林

(国家海洋环境监测中心，辽宁 大连 116023)

文章结合RTK技术在盘锦市鸳鸯岛地形测量当中的应用，分析了RTK技术与传统测量技术的优缺点。

RTK技术；传统测量；地形测量

0 引 言

随着全球定位系统技术(GPS)的快速发展，GPS技术在我国各行业得到了广泛应用，近年来随着科学技术的快速进步，GPS接收机的定位精度在不断提高，而且GPS技术定位方法也在不断的发生变化，进而为测量方式带来巨大的变化。从传统的全站仪控制碎步测量到GPS静态测量、快速静态，再发展到动态差分DGPS和载波相位差分实时动态测量RTK。

1 GPS RTK的组成

GPS RTK(Real-Time-Kinematic)是由一个基准站、若干个流动站组成。RTK技术是实时处理2个测站载波相位观测量的差分方法。基准站可以任意的设站，增加了测量工作的灵活性，基准站接收卫星信号，通过电台把观测值和测站的3维坐标信息发送出去，流动站接收来自基准站的信息同时从卫星上采集数据，然后在流动站系统内进行差分数据处理，可给出厘米级精度的3维坐标，实现较精确的实时定位，整个过程用时不到2S。

2 RTK在海岛地形测量中的优势

一般情况下，由于海岛离大陆较远，部分海岛上无控制点，若用传统的测量方式，从大陆引控制点到海岛上，实现起来会很困难，给工程增加很大的难度；而且在进行碎步测量的过程中，仪器之间需要通视，并且仪器需要频繁的移站、重新架设，影响测量进度。而RTK技术的应用很好的解决了上述遇到的各种弊端，测量速度快、精度高，不需要考虑通视问题、天气问题，大大降低了作业强度，节省外业测量工作的经费。

3 RTK在海岛地形测量中的应用

3.1 控制测量

由于我国的坐标系选择大多是西安80坐标系、北京54坐标系或者地方独立坐标系等坐标系，而RTK直接获取的数据是WGS84坐标，这就要求把WGS84坐标转化成为地方坐标。因此，正确的求解坐标转换参数是RTK应用的一个重要环节。

对于地形测量来说，精度要求较高，需求解7参数进行坐标转换，求解7参数需要至少3个以上的控制点同时具有WGS-84坐标和北京54坐标或西安 80坐标。在测区中选择无各种强电磁干扰源、远离高压线、视野开阔的相对较高等观测条件良好的控制点架设基准站，打开接收机，选择所需坐标系，输入控制点的WGS84坐标和相应的西安80坐标或其他地方坐标，选择“工地校正”，获取7参数，进行WGS84坐标到西安80坐标或其他坐标系的转换。

3.2 细部测量

在基准站架设完毕以后，做完工地校正，就可以用RTK进行细部测量了。在实际的测量当中，基准站和移动站之间不需要通视，移动站在地形地貌特征点上停1～2s，就可以通过移动站手簿观测到所测点的3维坐标和精度，在精度满足所测要求时，再保存所测点的坐标。一般测量一个地形地貌特征点需要2～3s，但是在山区、移动站上空有遮挡的情况下，卫星的数量就会较少或卫星位置不好，测量的时间就很稍长些。

在过去传统测量当中，地形图测量一般需要先建立图根控制点，然后在图根控制点上架设经纬仪或者全站仪进行测图，在进行野外测量前首先要考虑天气问题，控制点之间和细部点都需要通视，而且细部点与控制点之间的距离也受到限制，每组一般需要3～4人来完成作业。而RTK测量时需要1～2人就可以完成作业，测量1个细部点仅需2～3s，1天能够采集600～700个细部点，而且RTK作业范围大，不需要频繁的移站、重新架设仪器，仪器架设好后，全力跑点即可。RTK测量地形图与全站仪测量地形图相比较：一是省时、省力。RTK作业需要干同样的活，需要人员少，节省野外费用；二是测量速度快、效率高。测量1个细部点所需时间不到传统测量时间的1/2；三是受外界条件干扰小，在进行RTK外业作业时，不需要考虑天气问题，测站之间不需要通视，更加方便了外业测量工作；四是精度高且分布均匀。细部点的误差随机产生且不会产生累计误差。

4 海岛概况

海岛是指四周为海水包围，并在高潮时露出海面的陆地。海岛地处海陆接合处，是海陆优势兼备的重要国土，海岸带开发的前沿和海洋开发的海中基地，也是对外开放的窗口，战略地位非常重要。

根据《联合国海洋法公约》规定的相关领海和海岛的条文，海岛在确定国家领海基线以及划分内水、领海、毗连区和专属经济区时具有十分重要的作用。根据推算，1个岛屿或者岩礁就可以确定1550km2的领海海域，1个有居民海岛或者其本身的经济生活的岛屿还可以拥有43万km2的专属经济区。海岛还是国家防线的最外层屏障，是国家安全和国防建设的重要前哨，在军事上享有“不沉的航空母舰”的美称，在我国海防建设中具有不可替代的作用。而且，海岛本身及其周边确定的领海海域具有很高的经济权益和国防价值。

随着钓鱼岛、黄岩岛、仁爱礁等冲突事件的出现，海岛的归属已经成为国际纠纷的重要争端。我国渐渐的重视了海岛的重要性，相继出台了《海岛保护法》、《全国海岛保护规划》和《无居民海岛保护与利用管理规定》等法律法规，习近平总书记更是提出了建设“海洋强国”的口号。

但是我国的海岛以无居民海岛为主，占据全国海岛总数的94%，而无居民海岛作为陆海统筹的重要海上国土，不仅是海洋生态系统的基本组成部分，也是拓宽陆域、发展海洋经济的重要载体。所以对无居民海岛，尤其是新生的海岛的基础调查显得格外重要，对海岛的地形测绘工作就显得势在必行。

5 实 例

鸳鸯岛是中国最年轻的海岛，也是盘锦市唯一的海岛，于2013-11-17立牌。鸳鸯岛位于辽东湾北部盘锦市大洼县赵圈河镇境内的双台子河入海口处，现岛上无居民,属无居民海岛，距盘锦市区约60km，大洼县城约20km,因其为河口沙洲淤积而成，故与大陆仅一水之隔(距大陆最近距离仅约为200m)。其地理坐标东经121°48.06′～121°48.3′，北纬40°55.32′～40°55.74′，全岛面积6.77km2。2014-02，在盘锦市鸳鸯岛生态系统监视监测项目中进行地形测量工作。鸳鸯岛是一个淤泥质海岛，岛上到处都是淤泥和漕沟，并且长满了芦苇，测量条件恶劣。如果采用传统的全站仪进行地形测量工作，仪器没有地方可以架设，芦苇的遮挡使得细部点根本就不能与控制点通视，测量工作根本行不通，无法完成地形测量工作。采用RTK作业，基准站架设好后，不需要移动站位就可以对全岛进行控制，不需要考虑芦苇的遮挡，在这种淤泥质海岛上用两个移动站跑点，3个人进行外业作业，一天可以测量400～500个点，仅用10天就完成了全部的外业工作。设想如果用传统的测量方式进行此次任务的测量，则耗费的人力、物力、时间将会远远大于RTK测量作业，而且不一定能完成外业的测量工作。

6 结束语

RTK技术为测量工作带来了革命性的变化。传统测量技术方法难以完成或无法完成的工作，RTK技术能够快速、省时省力地完成，且提供精度高的3维坐标。从上面的实例分析中，可以看出RTK技术在海岛地形测量中的作用，其大大提高了外业测量工作的效率。

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(责任编辑 陈化钢)

The application of RTK in island terrain survey

YUAN Lei， SUN Yong-guang， FU Yuan-bin， CHENG Lin

(National Marine Environment Monitoring Centre，Dalian 116023，China)

In this paper, combined with the application of RTK technology in Yuanyang Island topographic survey in Panjin City, explains the advantages and disadvantages of RTK technology and the traditional surveying.

RTK technology; the traditional surveying; topographic surveying

2015-09-01；

2015-09-10

海洋公益性行业科研专项经费项目(201305043，201405007，201505012)、国家自然科学基金(41201179、41376120)、青岛市博士后研究人员应用研究项目(QDBSH2014007)、国家海洋局海域管理技术重点实验室开放基金(201401)、华东师范大学河口海岸学国家重点实验室开放课题(SKLEC-KF201309)项目资助。

袁 蕾(1986-)，男，河南驻马店人,硕士，助理工程师，从事国家海洋海岸带测量工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2015.04.003

TP31

A

1671-6221(2015)04-0008-03