浅谈RTK在城市规划控制测量中的使用体会

文/牛定林 云南省一九八煤田地质勘探队 云南昆明 650208

浅谈RTK在城市规划控制测量中的使用体会

文/牛定林 云南省一九八煤田地质勘探队 云南昆明 650208

随着科学技术的飞速发展，人们对于城市规划建设的要求也逐渐提升。尤其是对其精准度定位的要求也开始增加。伴随着RTK技术的逐渐完善，RTK技术运用GPS载波相位观测量，并且通过参考站和移动站之间观测差距的相关性，以差分的模式拜托移动站观测数据中的错误率为基础，有效的完成高精度，甚至精确到分米和厘米的定位，在测量范围中深受青睐。

RTK技术；城市测量；现状

RTK实时动态差分法，是现在最为普遍的一种GPS测量的方式，和传统的静态、迅速静态、动态测量存在很大的不同，后者都要在事后进行解算，才可以取得达到厘米级别的精度。因为RTK测量技术的精确度高、具有实时性和效率性，所以在城市测绘的过程中使用十分广泛。

1、RTK技术的主要内容和优势

1.1 主要内容

RTK定位技术和GPS测量技术以及数据传播技术的相互融合，是以载波相位观测值为基础的动态定位技术，能够有效的反映出侧站点在相应坐标系中的三维定位状况，并且准确度达到厘米。RTK的工作基础就是在RTK作业的情况下，基准站利用数据链把其中的观测资料和测站坐标情况一起传送给流动站。流动站不但要利用数据链来接受通过基准站传递而来的数据，还要利用GPS进行观测，并且在系统中建立差分观测值，并且进行有效的处理，使其达到厘米的定位程度，其中耗时只有一秒。而且流动站不但能够处于静止的状态，也可以处于不断运动的状态；还可以在稳定的位置先进行初始化运作，再次进行动作运作；还可以在动态环境中直接开机，并且在运动的环境中对整体模糊度进行相关的研究。在整体未知数解稳固之后，还可以对各个历元进行相关的处理，并且维持在四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，就可以让流动站进行厘米级别的定位。RTK测量体系通常由三个部分构成，分别是：GPS接收设备、数据传播设备、软件体系。数据传播系统是由基准站的发射电台和移动站的接收电台融合而成的，它是对实际测量信息进行及时反应的有利武器。软件体系能够有效的推算出以移动站中三维坐标的相关信息。

1.2 RTK技术在测量环境中的独特优势

随着科学技术的不断发展，RTK测量技术也是在科学技术的环境中应运而生的，不但具有GPS测量的特征，还具有其独特优势，就是观测时间短暂，能够对坐标的相关内容进行实际的解算。主要包含以下几方面的内容：首先，测量过程公开化，能够进行动态的观测。从而及时的反映出坐标的定位情况，从而有效的完成三维实时动态放样、快速成图的工作。再者观测时间短暂。如果观测情况良好，可以在3到5秒之内获得准确度比较高的三维坐标信息；还有整天作业。只要在测点能够收获四颗星GPS卫星信号，就可以在任意的时间内持续进行工作；再者就是操作比较方便，自动化水平比较高，有效的减少了工作的数量，RTK测量达到了智能化的水平，观测人员要对天线进行对中整平，测量天线高，通过电源的开启就可以进行自动化的观察；最后侧站点之间不需要进行通视，可以顺应多种地形。各个站之间是独立的观测值，误差的情况不会持续传递。

2、RTK技术在城市测量中的实际效用

2.1 把控测量

为了进一步提升城市建成区和规划区的测绘水准，城市控制网的主要特征有控范围大、精准度高、使用较普遍等，城市的优质一级、二级、三级导线点很多都是在地面以上，随着经济的迅速发展，这些控制点也受到了损害，从而阻碍了工程测量的发展，怎样有效的抱我控制点，是提升工作进度的关键所在。普通的控制测量像是导线测量，需要点与点之间进行通视，耗费时间和精力，并且精准度不强。GPS静态测量，点间不需要利用通视，就可以获得较高的精准度，但是要在事后进行资料的处理，不能及时掌握定位信息，像是内业出现精度问题要即刻返工。使用RTK技术在精准度上和工作效率中都具有不可比拟的优势。

2.2 地区地籍测量

过去的方式要构建大量的导线来测量相关的平高点，内业还要进行空三加密。使用RTK技术测量，只用在测量范围或是相近部位的高等级控制点中构架基准站，如果测试区或测试区周围没有高等级控制点，就要先进行加密处理，流动站能够对各像控制点中的平面坐标和高程进行测量，对不容易构建的像控点，使用手薄中的交会法等方式来测量像控点的精准度。和过去的工作模式进行比较，它不需要逐步去建设控制点；和静态的GPS进行比较，减少了工作的时间，也提升了工作的质量，使得工作效率事半功倍，具体的操作过程如下：

1) 在初步尝试阶段，根据所选择的GPS仪器，首先划分出该城区移动站中行之有效的工作范围，对该城区的D级GPS3维控制网点设立选定对象，构建本次地籍测量工作的基本模型，在使用这些控制点中的WGS － 84 坐标和1954 年北京坐标结果来推算出PTK测量的坐标转换参数。

2) 选用基准框架网中的一个RTK测量基准网点，构建RTK基准站，移动站在基准站的作用中，进行针对性的测量该城市相关的控制点，并且把这些测量结果和已经掌握的信息进行对比。

3) 通过对比资料可以发现，RTK测量结果和相关测量技术所取得的测量结果也存在差距，并都保持在厘米程度，所以RTK测量结果的点位精度能够达到厘米程度，并且各个点位中不包含误差的持续累积，解决了过去测量技术中的不足，有效的实现了城镇地籍测量对权属界址点的精读目标。

4) 在检测试验获得成果的时候，其基础是RTK基准框架，还要构建RTK基准站，运用RTK接收机对其进行碎部测量。因为所运用的RTK体系的发射电台能够运用可充电蓄电池，不用来回交换电池，使用比较便捷；移动站在进行第一次测量的时候，需要在一个已知的点进行矫正，从而判断RTK能否有序运行，而且基准站的资料坐标是否准确；而且，把RTK收集的相关资料通过处理后直接引入计算机，能够及时准确的获得界址点的相关资料，有效的绘制出宗地图、地籍图，并推算出其中的地宗面积。

2.3 线路中线定线

RTK测量技术主要体现在市政道路中线的构建和电力线中线放样的过程中，放样工作通常一个人都可以进行。把线路参数，例如线路起终点坐标曲线转角半径等资料导入到RTK的外业控制器(，也就是作业手簿中，就能够实现放样。放样的方式比较多变，也就是能够根据桩号进行，也可以根据坐标信息进行，并且能够进行交换。放样时屏幕中会出现一个箭头，来表示其偏移量和偏移的位置，能够进行相关的调整，从而有效的减少其中的误差值。

2.4 建筑物中的规定放线

建筑物中的规定放线，放线点不但要符合城市规划的相关要求，还要符合建筑物自身的几何准则，放样的准确度要高。运用RTK技术对建筑物进行放样时，需要对建筑物自身的几何关系进行观察，尤其是短边，其中的相对关系不容易实现。在进行放样的时候，还要对测量点位的精准度进行把控，如果点位收敛精读不准确，强行进行测量就会造成重大的点位误差问题。在点位精读收敛把控好的情况下，运用RTK进行规划放线可以实现相关要求。

2.5 实用地测量

在对建设用地进行勘测定界的时候，RTK及时能够及时的反映出定界址点的坐标资料，确定土地使用的范围，并且推算出其用地面积，在对土地进行分类和权属查询的时候，使用RTK技术可以对权属界线进行准确的划分，并且进行土地分类修测量，加强其中的测量速度和精准度。

2.6 有关方面测量

RTK技术能够对其中的地形测量、水域测量、管线测量和房产测量等内容进行测量。运用RTK技术进行测图，可以不使用布设图根进行把控，根据有关的基准点，就能够准确的对测定地形地物点坐标进行反映，加入使用相关的测图软件，再运用电子手薄记载，就能够完成数字化测图。在进行水下地形测量的时候，通过自动导航，通过相关的程序进行自动采点，但是要把天线高量到水面以上，加水深改正后，就能判断出水下地形中的三维坐标信息，通过专业的绘图软件来制作成图。

3、RTK技术在城市测量中存在的不足及解决的措施

3.1 存在的不足

1) 因受卫星情况的制约。卫星信号因为受到建筑物或其他物体的阻碍，使得工作时间受到制约。2)因受自然天气环境的影响。白天中午，其中的受电离层干扰比较严重，所使用的卫星数量也比较少，造成初始化时间较长不能进行初始化，使用RTK进行测量时就能排除这个时间段。3) 信息传播受到阻碍和限制工作半径比标称距离小。信息链因为受到城市中和建筑物比较相近的障碍物进行阻挡，使得信息在传播的时候受到阻碍，从而影响了工作精度和半径。所以基准站的位置要设定在侧区中央的最高点，从而增加覆盖范围。4) 初始化能力和所耗费的时间。在高楼中，GPS卫星容易受到阻碍，从而出现失锁、初始化遗失等问题。要选择初始化能力强时间比较少的机型进行改进。5) 精准度和稳固性问题。因为制约RTK的因素多种多样，使得其测量精准度和稳固性也受到了挑战，要选择精准度和稳固性比较好的机型，并且建立多个控制点来进行质量把握。

3.2 质量结果把握

阻碍测量成果水准的因素多种多样，在测量的时候要进行质量把控。主要步骤：首先，选择精读和稳定性比较强的机型，减少因为设备问题而阻碍其质量的提升。再者，运用已知点进行比较。在布测控制网中使用静态GPS或全站仪器检测出多余控制点，并和RTK测量的结果进行对照，从而及时的处理其中的问题。但是容易受到数量的制约。最后就是注重比较方式。每次初始化的时候，对于一两个已经测试过的RTK点或精准度点进行主要测量，在保证其稳固之后在使用RTK进行测量。如果没有控制点就能使用这个方法。

结语：

通过上面的分析，发现RTK在城市规划实际测量的时候有许多优势，从而有效的减轻了作业的难度性，加强了工作质量，减少设计时间的要求，像是勘测设计中“内外业一体化”的标准、DTM 3 维数据的快速采集、GIS 前端数据广泛收集等内容都需要加强，而且还要解决传统测量模式中的问题。但是其中碎部测量使用还受到了一定的限制，在测量的时候，其中的问题是基准站的选择问题，要选在比较集中、位置空旷的最高点中，并且附近没有磁场、高压线和很多的水域等，这样才能保持信号的顺利传播。

[1]毛家峰,王洪力.南方灵锐S82 RTK在城市规划测量中的应用[J].黑龙江科技信息,2011,(31):70-70

[2]申吉春.城市规划测量中平面控制测量精度分析[J].中国房地产业,2013,(4):220-220

[3]刘建忠,王晶,佟晓辉等.城市规划测量中GPS-RTK在平面控制测量精度中的应用[J].中国科技博览,2011,(31):289-289

牛定林，男，本科学历，测量工程师。工作单位:云南省一九八煤田地质勘探队。