试论RTK在地形图测量中的应用

蒋宝平

摘 要：在当前的地形图测量中，传统的测量技术已经难以达到现代社会对测量精度的要求，因而越来越多的具有较高技术含量和自动化水平的现代测量技术得到了快速发展和广泛应用。本文首先对地形图测量进行了概述，并分析了地形图测量方法与技术要求，其次分析了RTK技术的运用情况，尤其是对RTK在工程测量中高程的测量进行了详细分析。

关键词：RTK 地形图测量 应用

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（b）-0046-02

近些年，科学技术的发展越来越快，尤其是GPS技术的发展和应用获得了重要突破，RTK技术便由此而来，作为GPS技术的延伸，RTK技术的出现在GPS技术的实际应用中具有里程碑式的意义。在工程地形图的测量中，RTK获得了越来越多的关注，随着RTK技术的日渐成熟，其应用也越来越深入和广泛，其所具备的优势使得地形图的测量在各方面都有了较大提高，促进了地形图测量方法的创新。

1 地形图测量概述

所谓的地形图测量，主要是指对地形图进行测绘作业，换言之，就是测定地形和地物在水平面上的高程以及在水平面上的投影位置，同时按照一定的比例对其进行缩小，然后通过各种符号等将其绘制成地形图。航空摄影是地形图测绘最常用的测量方法，航空像片一般都是用于室内测图。而对于面积较小的，或者用于工程建设的地形图，则在野外使用平板仪进行测图[1]。

2 地形图测量方法与技术要求

在测量地形图之前，首先应当确定合适的比例尺，比例尺的选择应当依据工程设计和工程规模的大小，并结合考虑工程运营管理的需求。在进行初步设计、设计施工图纸、管理城镇总图以及在众多的竣工验收工作中使用比例尺一般以1∶500或者1∶1000居多。以地形图测量的实际需求为依据确定好合适的测量比例尺后，再对地形图的分类情况进行了解。通常来说，地形图可以分为两种形式：一种是纸质地形图；另一种是数字地形图。在应用地形图时，应当依据地面倾斜角的大小来进行地形图类型的确定，并作为图上等高距的确定依据。以这些地势的特点作为依据，开始进行一般地区、水域、工业区、矿业区以及城镇等的地形图的测量。地形图的测量可使用的测量方法有多种类型，比如数字化技术测图以及GPS-RTK技术测图等，或者将多种测量方法进行结合使用。一般来说，在实际工作中都需要依靠一定的软件技术来支持地形图的测量。而软件技术的选择，应当以工程测量的特点为依据，要确保测量的精度能够达到相关的规范标准，同时软件要有齐全的功能，操作起来简单方便，操作界面流畅，各种符号都要十分规范。此外，对于软件技术，其对数据库的处理以及图形的输出格式必须是最常用的或者具有较高的使用频率。在进行测量工作之前，在确定好了比例尺的大小后，再确定地形图的类型，再确定测量方法，然后确定软件技术，这四步完成之后，还必须经过三道检查之后才可以开始测量工作：一是内业检查；二是实地对照；三是实测检测。在实测检查阶段，其工作量应当超过测图工作的10%。完成检查后，则开始统计数据和计算数据，并保证结果和规范要求相符。

3 RTK技术的应用分析

近些年，科学技术飞速发展，促进了地形图测量技术的创新。传统的地形图测量技术逐渐被RTK测绘技术取代，控制测量和碎部测量是传统地形图测量的两大技术，在控制测量中，其地形图测量是以设置的平面或者高程测量点为测量依据。而碎步测量主要指的是进行地形和地物的测绘工作。目前，RTK技术在地形图测量中迅速崛起，逐步取代了传统的测绘技术，成为了地形图测量技术的主流。所谓的RTK技术，就是全球定位系统实时动态测量技术。RTK技术对GPS的载波相位观测量进行了使用，这是其最重要的部分，同时还对移动站和参考站之间观测误差的空间关系进行了有效利用，移动站观测数据中的误差大部分也以差分的方式去除了，最终使得高精度的定位得以实现，其精度甚至达到了厘米级别。

3.1 RTK技术的应用

RTK技术在地形图的测绘中的应用空间比较广阔。通常情况下，往往会有大量的建筑物在测量区域内，而且还经常有繁忙的交通，无线通信也是较为复杂。运用传统的测量技术在这种复杂的情况下其测量结果的准确度难以保证，因此，RTK技术便派上了用场。RTK技术充分结合传统测量技术，同时充分进行试验和调研，可以显著提高测量工作的效率和结果的精确度。在进行实际的测量工作时，测量工作的基准点的选择应当具有比较好的精度，再在这一基准点进行一定的试验，同时作业的半径要依据所使用的仪器来进行确定，以使测量数据的质量得以保障，并使所接收数据更加清晰，从而更好地作为测量工作的参考数据。在城市区域内选择多个不同的控制点，使测量工作和计算工作得以完成。在选择控制点时，其应当具备地势开阔且较高等特点，以此作为基准站的建设基地，同时要控制流动基准站，使其处于一定的范围，并合理控制测量的结果，最终将RTK测量结果精确到厘米级别，尽量使各个点之间的误差减小，进而更好地达到地形图的精度标准。

3.2 RTK技术在工程测量中对于高程测量分析

当前，GPS技术发展迅猛，RTK测量技术也因此日渐成熟。其在实际测量中具有高精度、高效性和实时性等优势，因此被广泛应用于工程测量中。RTK技术目前主要用于工程测量平面控制基准的构建，而很少用于高程方面的测量。这主要是受限于高程测量中RTK测量的稳定性和精度问题。作为一种实时差分定位技术，RTK技术对高程的测量是WGS-84中的大地高，也就是观测点到WGS-84椭球表面的高度。而实际上，我们所说的地面高程通常是指以似大地水准面为起算面的正常高。因此，RTK测量的高程应当进行高程异常改正才可在工程測量中应用。我国目前使用的高程系统也是正常高。在某一个测区内，若有多个已知水准点存在，那么RTK的测量就可以直接在已知水准点上进行，进而进行相关的计算便可得出各个点的高程异常值。一定区域内的高程并不会有很大的异常变化，通过已知点的高程异常值以及其间的位置关系为依据便可进行函数模型的构建，并以此对测区的似大地水准面进行拟合，然后测区内任一点的高程异常值都可通过数学内插法求得，如此一来任意一点的正常高也就能够顺利计算出来。RTK的高程拟合有多种函数模型可使用，既可以使用加权平均和定差改正，同时也可以采用曲面拟合和平面拟合。而无论哪种拟合方法都可以算做几何内插法，它们的区别在于模型多项式的阶次不一样。几何内插法相对于一般的工程来说，使用起来简单又方便，并不会用到复杂的理论与模型，对于已知点也不需要太多，局部的高程异常信息也能够获得。这很大程度上有助于RTK实时动态进行测点的坐标和高程信息的提供。

4 结语

随着经济的发展和科学技术的进步，在地形图测量中，以RTK为代表的高科技含量的现代化测量技术的应用越来越广泛，促进了地形图测量技术的科学化和智能化的发展。对于工程地形图的测量，其随着人类社会的发展而有了越来越高的要求，其使用和服务的范围也在日渐扩大。而与此同时，当代科学技术的发展日新月异，科学成就不断增多，为工程地形图的测量提供了强大的技术支持，使得工程地形图的测量有了更多更好的工具和手段，大大促进了地形图测量的向前发展，而其又将极大地促进人们生活环境的改善和生活质量的提高。

参考文献

[1] 鲁维嘉，鲁维迅.浅谈地形图测量技术[J].黑龙江科技信息，2013（8）：32.endprint