RTK技术在玉树灾后重建中的应用

索莹莹

（辽宁省城乡建设规划设计院有限责任公司，辽宁 沈阳 100015）

2010年4月14日晨，青海省玉树藏族自治州发生里氏7.1级强烈地震，强震给当地人民群众的生命财产造成了巨大的损失。在国家建设部和青海省建设厅关于灾后重建的会议精神指导下，辽宁省城乡建设规划设计院于2010年5月底正式接受了巴塘乡所辖七个村的地形测图任务。并于2011年4月初~ 2012年8月对巴塘乡的公建及民房进行了放线。

1 巴塘乡概况及重建坐标系的选择

巴塘乡位于青海省玉树藏族自治州玉树县东南部，（县域为N32°30" - N33°00" ，E97°1" - E97°30" ）。全乡人口仅有九千人，居民中藏族的比例占到总人口的99.7%。巴塘乡总面积2108km2，巴塘乡下辖7个村（铁力角、上巴塘、下巴塘、相古、岔莱、当托、老叶）。由于青藏高原独特的地理条件，气候恶劣、地形复杂、人烟稀少、交通不便，整个青藏高原地区的控制网都没能向中东部地区那样布设三角网，而是因地制宜地沿交通干线布设一等导线，这就导致图形强度差，控制精度低，部分地区缺少甚至没有等级控制点，在援建这种特殊时期，工期紧、任务重，如果采用常规方法，先控制再碎步的程序势必影响灾后重建的进度。但是RTK测量需要有一个固定的坐标系，这样才能保证在以后的工作中做到成果的一致，也能保证前期的测量成果利于后期的施工放线，而RTK可以在小面积内采用独立坐标系避免投影变形，这样就能发挥GPS-RTK的优势进行实地测量。在巴塘乡测量我们采用的是合众思壮的易测E650双频GPS接收机，在每次作业前我们先进行独立坐标系的设置，椭球的长半径和扁率都和1980西安坐标系保持一致，这样就尽量减少了成果转换阶段的误差，待仪器出现固定解后，采用RTK获取埋石点投影坐标，然后再采集当前点在WGS-84坐标系中的经纬度，获取共同点的两套坐标后，就可以采用四参数法求出转换参数，此阶段同时完成了RTK的点校正，校正完毕之后就可以进行碎步点测量。此时所采集的坐标就是巴塘乡独立坐标系下的坐标，巴塘乡每个村、社面积都未超过1km2，甚至相古村的卡沙社、龙叶社面积还不到0.1km2，在如此小的面积内采用投影于96°的1980西安坐标系下的独立坐标系是可行的。由于测区附近无等级水准点，无法和国家高程系统进行联测，在每个村社测量时我们也采用了独立高程系统，测量前在测区都布设了数量不等的图根点，图根点的平面投影坐标由RTK直接获得，图根点高程采用一个点由RTK直接获取，其余图根点采用四等水准测量求取待定点高程的方法。

2 利用RTK技术进行地形测量的优势

以前经常用的地形测图方法有大平板仪法、全站仪法等，但应用这两种方法实施地形测量，一个小组至少需要三个人，即一名观测员、一名立尺员、一名画草图员。而RTK技术采用实时解算载波相位观测的差分方法，是一种高精度的定位方法。巴塘乡由于地处青藏高原腹地，基础设施落后，测量中无法采用连续运行参考站，单基站模式采用网络模式作业也在不多的村子能够实现，测量中多采用的还是基准站接收机通过内置电台实时地把相对定位数据通过数据链传输给各个作业的终端，流动站接收机设置好作业项目和坐标系后，就可进行数据采集的设置并启动链路，流动站不仅通过彼此的数据链接收来自基准站内置电台发射的数据，同时流动站也采集自己的定位数据，此时基准站和流动站就组成了一组差分观测值，在后处理模块内迅速确定整周解，在PDOP值小于6的约束下，RTK系统同时接收4颗或者5颗以上在轨卫星伪距差分信号后，经过自带作业程序的投影改正后，就能实时地解算出碎步点坐标，此项数据采集的精度可达到厘米级，满足《城市测量规范》中1：500地形图中地物点位中误差不大于图上0.5mm,即实地不大于0.25m的精度要求。而E650基准站接收机可以做到开机即架设基准站，基准站架设时间短、方法简单也在一定程度上提高了作业效率。在基准站电台指示灯发出通讯信号后，此刻，载波相位观测值就通过数据链传给流动站，基准站提供的差分数据供数个流动站使用后，在后处理程序中就完成了坐标转换，可以直接进行数据采集了。流动站创建好相应的项目并解算出作业区域内的参数完成点校正后，在接收到了数据电台发射过来的差分改正数和载波相位测量数据，同时流动站的接收机只要接收到4颗以上的卫星数据，测量员就可在短时间内获取所要测得碎部点的三维坐标。

采用RTK测图不光可以节省人力，而且其自带的一系列功能也能为地形测图起到事半功倍的作用。常规的全野外测图需要在测量的时候记录所测碎部点的点号，并现场画好地形草图，以便内业成图使用。这样不仅费时，而且通常要二人配合工作。但RTK测量时手簿不仅可以做到点号自动累加，还可以用代码实时编辑测点的属性，这样就可省去现场画草图的工作，既节省了人力也方便成图。况且RTK还有放样直线的功能，我们编辑好要测图的范围输入到手簿中，就可在实地测量时保证我们所测的点在要测的范围内。

白天采集完外业所需要的数据后，晚上要及时将所测的数据进行内业处理，把RTK的测量文件进行格式转换后导入到地形成图软件南方那个CASS9.0中，根据野外测量时编辑的代码，人机交互编辑就可连接成图。对于图形中一些不合理的地方也要进行编辑，保证图形的合理美观。

3 利用RTK放线的优势

巴塘乡灾后重建优先考虑农牧民的衣食住行，关系民生的项目都是第一批开工。其中学校、卫生院、农牧业服务中心、客运站已经建成，等验收合格便可投入使用。2012年作为巴塘乡灾后重建“三年任务，两年完成”的决胜年，在各项公建和民房都完成施工后，迎来了最后一个丰富牧民休闲文化的项目——辽安广场。

辽安广场是辽宁省对口支援玉树巴塘乡恢复重建的最后一个公建项目，项目资金由四川省安县红十字会出资，委托辽宁省红十字会建设。广场设计风格为古典与现代结合，传统文化与现代科技互相渗透，广场的建成将为巴塘乡的居民营造出一个独特的休闲地。广场的地面铺装造型为一个放大的白海螺，白海螺在藏族传统文化中表示运吉祥，同时寄托着藏族人民对美好生活的向往。辽安广场的白海螺造型具体体现在24条独立的纵向曲线以及一条完整的螺旋线。要保证海螺纹在实地能体现出和设计一样精美的效果，就必须保证在实地正确地标定出海螺纹的位置，由于曲线放线实际也是直线放线的一种，例如铁路曲线放线，实际就是每20m放样一段直线，这样就能放出曲线段，在辽安广场，我们采用每2m放样一个直线段，最后就能组合成完整的海螺曲线，采用这种方法放样的点位也达到了近700个。

常用的放样方法有极坐标放样法、经纬仪拨角法、RTK直接放样等。采用全站仪放样虽然也能满足设计要求，但是在施工现场需要一定数量的图根点作为已知点使用，况且施工现场场地通视条件差，全站仪放样需要至少两名作业员同时配合，况且放样过程中需要通过对讲机来不断纠正点位误差，作业效率不高。经纬仪拨角同样不适合这种密集的点位放样。 针对巴塘乡的具体情况和施工现场的提点，我们采用RTK法放样，不仅能满足设计要求、作业效率快也能满足施工进度。辽安广场施工过程中需要放样的点位密集，如果现场逐一输入放样点位坐标，势必影响放样进度，RTK手簿中可以批量导入放样点坐标，在每次放样前我们可在南方CASS9.0中利用指定点生成数据文件功能，将需要放样的每条海螺线设计点做成一个放样文件。放样文件的格式为pne,和南方导出数据的DAT数据文件格式不一致，导入数据时要格外注意不同文件的命名。

我们把放样所需的PNE文件做好之后，用数据线把文件导入易测E650手簿的测量项目中，实地需要放样哪条海螺线，调用相应的文件即可，在放点时点放样功能可任意地调用每个设计点的坐标，根据RTK的提示，不断修正站立点与设计点的差值就能标定准确每一条海螺线上的点。此时就实现了RTK放样的内外业一体化。

4 应用RTK技术测量的精度分析

利用RTK进行测量后，为检验其精度，我们采用实地解析量距的方法检查部分所测碎部点和放样点的精度，还用全站仪检测了部分坐标点的差值大小。其精度分析见表1和表2。

表1 量距精度分析

表2 打点精度分析

5 结语

RTK技术测量地形图不仅精度高，而且速度快，并且不受通视条件的影响。正常情况下，一台流动站可以采集1000个碎部点的数据。相当于一台全站仪两天的工作量，而且是一个人完成的。采用RTK法放样不仅精度高，而且是实时无需事后处理。利用此法放线具有很大的优越性，实现了高精度的实时动态测量。RTK技术在巴塘乡的灾后重建中发挥了巨大的作用，为灾后重建的测绘保障作了特殊贡献。