浅谈RTK技术在地形测量中的应用

董超+赵迪

摘 要：RTK技术是一种动态实时差分技术，其作用是及时准确地提供量点在指定坐标中的三维坐标，在现实测量中，RTK技术因为可以节省人力、物力，降低测量难度，提高了地形的测量精度等特点已广泛应用于地形测量、控制测量、工程测量、航空摄影测量等诸多领域。本文介绍了RTK技术的基本使用方法和在图根控制测量和碎部测量中的应用，提出了RTK作业应注意的问题以期能使 GPS RTK 技术在地形测量中得到更广阔地应用。

关键词：RTK技术 地形测量 应用

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0047-02

RTK测量技术是一种实时动态测技术，通过载波相位测量与数据传输技术相结合来进行实时差分GPS测量的技术，相比于其他常规测量方法，其在控制测量、提高工作效率、高精度定位有着明显优势。但在实际操作中，RTK技术的应用存在着一些问题，需要对其实际应用进行具体分析，使技术与实际更好地结合，更好地适合于现在的测量任务。

1 RTK技术在地形测量上的应用

1.1 RTK技术的工作原理

RTK也叫实时动态差分法，作为一种能够准确及时产生测量结果的新的GPS测量方法，其有着很广泛的应用。过去使用的测量方法有静态、快速静态、动态测量等这几种，这些方法不仅测量时较复杂，而且都需要测量完成之后进行解算才能达到厘米级的精度，而RTK能够在野外实时得到高精度的数据。在实际测量中，RTK技术使相位测量与数据传输技术相结合，根据载波相位实时进行差分GPS测量。在实际应用过程中，RTK技术中需要的设备很简单，只有接收机、数据链和流动站接收机这3个。在基准站上，设置1台GPS接收机作为基准站来连续观测所有可见GPS卫星，同时以无线电传输设备为途径，实时地发送给用户观测站，作为移动站观测的数据。在移动站上，GPS卫星的信号发射信号，GPS接收机进行接收，此时观测数据也同时通过无线电接收设备传输，依据相对定位原理，计算监测基准站与移动站观测成果的质量，从而实时地判定解算结果的成功与否，有效减少错误测量，使观测时间有效地缩短。在实际测图过程中RTK技术使用起来十分简单，一个人携带仪器便可完成，需要其在要测量点停留几分钟，输入测量地的特征，接下来相应的数据便会产生，再通过绘图软件对数据进行形象的绘图，一处的地形测量便可完成。

1.2 RTK技术在图根控制测量中的应用

常规控制测量的使用需要的条件有很高的要求，不仅要求测站之间相互通视，而且存在浪费人力、物力、精度不高的问题，同时测量掌握度不高，不能及时知道测量成果的精度，往往导致测量之后结果不对进行重测，影响了地形测量的进行；在使用GPS静态、快速静态定位测量后，解决了测站之需要相互通视的问题，但需要经过事后处理，才能得到测量成果及相应的精度，不易及时发现测量问题从而进行更改。相比较与前两种方法，用RTK技术进行图根控制测量是提高测量效率的不二方法，能够实时清楚测量结果，并保证了很高的定位精度。就1500地形图而言，图根点的点位中误差不允许超过5cm，高程误差也不能超过5cm。根据实际的测量实验，使用RTK技术的测量数据明显在误差范围之内，RTK的测量精度完全可以满足使用要求，也就是说，RTK的测量精度绝对可以进行图根控制测量。

1.3 RTK技术在碎部测量中的应用

常规的碎部测量要求较高，通常是在控制点上加密测站点，然后在测站点上使用全站仪或其他仪器进行碎部测量。不仅大量人力、物力配合，还存在大量繁琐的计算，需要花费一定的时间。使用RTK进行碎部测量之后，采集地形点作业较为轻松，在人力上只需要单人完成即可，在物力上只要在基准站上安置一台GPS接收机，不同于常规流动测量的复杂，流动站只需1人携带相关仪器在待测点上停留短暂一两秒，输入所在地的特征编码，再点击“存储” 键即可将该点三维坐标及其编码自动存入计算机中，现在的一个人便可完成以前多人完成不了的测量任务，大大节省了人力、物力，同时保证了测量的精准度。

2 RTK在地质地形测量的优点不足及解决办法

2.1 RTK在地质地形测量的优点

RTK技术大大节省了人力、物力。测完一个测区只需设一次站即可，更加方便快捷、更加适合测量任务，只需一个测量员携带仪器，就可以独立完成以前几个人的测量任务。同时所测量数据满足精度要求。通过大量实验证明，在满足RTK基本工作条件的情况下，测量人员通过RTK技术实时能把厘米级精度的测量数据显示出来；RTK技术的使用条件简单，使测量条件要求大大降低，因此，全天候作业成为可能。由于RTK测量受天气的影响较小，对测量时间地点的要求也不高，外界环境中的天气状况对其影响可以忽略，因此，RTK技术实现全天候作业，对加快测量进度起到很大作用。

2.2 RTK在地质地形测量的不足

RTK实际测量易受卫星和高层大气的影响。在白天正午，电离层对RTK的测量信号干扰较强，如果此时共用卫星数量比较少，初始化往往需要等待较长时间才可以完成，此时往往得不到准确的数据，数据数量和精度大大受损，而且数据传输可能会受干扰。数据链電台在发射载波信号时，绕射能力成为其短板，实际应用中很容易发生在基准站和流动站间传输中经常发生障碍甚至中断的现象，同时各种电磁波的存在也是阻碍数据传输的重要原因，常因为信号减弱导致不能保证测量数据的准确性；同时初始化的能力和所需时间较长问题也同样困扰测量工作人员。实际使用RTK技术进行测量中可能会需要重新初始化的问题，由于受卫星信号受影响等因素，初始化往往需要较长时间完成更新，是对时间的浪费，影响了测量进度。

2.3 针对RTK在地质地形测量不足的解决办法

针对受卫星和天气影响的问题，解决办法为测量之前要对时间进行合理安排，避开受干扰大的天气，若不可避免，则需要提前做好设备和人员上的准备，采用全站仪配合完成测量。针对数据传输受干扰的问题；在测量时难免遇到山体、高大建筑和各种高频信号源，RTK技术数据连接传输不可避免地会受到干扰，因此，在测量时，为保证尽量减小影响，通常在测量的中部位置设置基准站，同时保证接受条件良好，以此来使RTK移动站及时准确地接收信号和测量数据。针对初始化所需时间较长的问题，了解到采用RTK作业时有时需要重新初始化，如何减少接收不到卫星信号和更好地缩短初始化时间，是RTK技术中亟待解决的重要问题，在实际测量时，双频信号初始化能力较强的仪器设备成为各测量的优先选择项。为解决高程拟合问题，在条件允许情况下，控制点数量越多这种问题的影响就会越小，根据实验测量，一般选择7个以上控制测量点。

3 结语

现代社会的发展促进了测量领域的进步，同时对测量效率和精度也提出了更高的要求。而常规的测量方法不能很好地满足这一需求，RTK技术的出现，解决了这一问题，不仅满足了测量效率和测量精度的要求，同时也节省了大量人力、物力和时间。然而，在实际应用过程中，也存在着一定的问题，同时随着科学技术不断的发展，地形测量可能会面临更多新的问题。通过研究RTK技术的相应理论，同时在其实际使用中发现问题并逐步提出解决办法来满足未来地形测量的更高要求。

参考文献

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[2] 欧斌.深入探讨基于GPS RTK与全站仪的地形测量方法[J].科技创新导报，2009（35）：117-118.endprint