RTK定位技术在地形测绘中的应用探索

冯阳

摘要：随着RTK技术的不断发展成熟，其在地形测绘等工作中得到了越来越广泛的应用。测绘人员应加强对RTK技术特点以及相关的误差分析方法的了解，准确掌握技术应用要点，充分发挥RTK技术在地形测绘的优势，提高地形测绘的质量和效率，从而为工程建设等提供有力的技术支撑。

关键词：RTK技术;地形测绘;技术应用

以载波相位差分原理为基础的RTK技术不仅能够实现差分实时定位，而且能够有效提高定位的精度。在RTK技术的实际应用中主要通过流动站来完成基准站以及卫星载波相位的接收任务，并对相位差分进行动态的处理分析，从而获得流动站的实时坐标，有效的提高了定位测量的时效性和准确性，因此RTK定位技术在地形测绘等工作中的应用越来越广泛。与传统的全站仪经纬仪测量等测绘技术相比，RTK技术在测绘精度、测量效率以及操作的便捷性等方面都具有十分突出的优势。因此测绘部门要加强对RTK技术的研究，准确掌握其技术应用要点，推动我国测绘技术的现代化发展。

1 RTK定位技术在地形测绘中的应用概述

1.1 RTK定位技术类型分析

目前在应用RTK技术进行地形测绘时可以根据实际情况采取单基站或者网络RTK作业方式。所谓单基准站RTK技术就是在1个基准站上设置1台卫星信号接收装置来观测卫星，同时流动站通过接收基准站和卫星的载波相位数据，并实时处理二者构成的相位差分，从而利用已知的基准站坐标解算流动站坐标，从而完成定位测量。而网络RTK技术就是在多个基准站上同时设置接收装置，通以构成基准站网络，并利用数据处理中心联合处理多个基准站所获取的观测数据，从而完成对流动站的实时定位以及坐标解算，CORS系统就是典型的网络RTK并已获得了较广泛应用。

1.2 在地形测绘中应用RTK技术要点分析

在应用RTK定位技术控制测量时，测绘人员应在测区内合理确定GNSS控制点的数量且点位分布均匀，以确保能够满足测绘任务需要。

如果采用的是RTK定位的单基准站技术方式时，应将流动站与基准站之间的间距控制在10km左右[1]。在设置基准站时，基准站位置应相对较高，周围无高度角超过15°的障碍物，周围没有无线电信号干扰源存在，电台频率选择要错开作业区内其他的无线电通信频率，以免影响基准站与移动站之间的数据传输。

当采用网络RTK技术（CORS）时，流动站在基准站网络覆盖范围内不受作业距离限制。

測绘人员应按照测绘任务要求以及待测区域的具体范围来选择相应的坐标转换方法。在测量过程中，应确保流动站能够观测到的有效卫星数不少于5个，PDOP值小于6且取得固定解。此外，在测量时应尽量避开电离层活动相对比较激烈的时段，以防止信号受到干扰。

2 RTK定位技术的应用优势分析

应用RTK定位技术进行控制测量时，能够快速完成控制网点的布设而且可以利用流动站快速直接测量控制点的坐标数据，因此其测量效率比较高。同时测绘人员可以直接利用高精度控制点进行基准站的设站，并通过移动站来完成复杂地形区控制点的测量，对通视条件的要求相对较低，能够更好的适应复杂地形下的控制测量要求。此外，RTK定位技术还能够有效降低工程测量成本，提高测量精度，为工程项目的规划建设提供更加准确学测绘数据。应用RTK定位技术进行细部测量时，测绘人员应对流动站周围的细部地形地貌点进行详细的测量，并将地物编码以及相关的测量数据输入到电子手簿中[2]。在工程测量中还可以利用RTK定位技术进行放样测量。测绘人员可以在RTK控制器中输入半径、放样起终点坐标以及曲线转角等各项参数，就可以十分便捷的完成放样测量任务，同时还可以自动完成放样坐标的转换。此外，还可以RTK定位技术来进行工程变形监测，以便及时掌握工程基础位移沉降等情况。由于RTK技术具有较高的测绘精度，且能够适应复杂条件下的测绘需要，因此能够对不同环境、不同目标进行高标准高精度的测量。

3 地形测绘中RTK定位技术应用实践分析

3.1 控制点的布设

以某县域地形测绘为例，其地形测绘比例尺要求为1：1000，应用RTK定位技术进行测量完成测区的控制测量和大部分地形测绘。在测绘工作中，测量人员应首先充分利用已有的各等级控制点成果。本测区及附近可利用的已有成果有：2个C级省级GPS控制点、2个D级PS控制点以及2个二等水准点。所选择的GPS控制点均包括1980西安坐标系以及WGS-84坐标两套成果，1985国家高程基准高程成果，并进行了实地勘查检核，在此基础布设了测区控制网。根据测区范围及地形测绘的需要，共计布设了12个二级点。

3.2 控制点测量

在施测时主要通过RTK1+1模式进行控制测量工作。首先测量人员在测区范围内及周边的共选择了分布较均匀的3个已有高等级控制点，并通过联测方式进行七参数解算，其最大平面残差为0.02m，而最大高程残差则为0.03m并对其他C、D级点进行测量检核，其较差应符合ΔX和ΔY均在0.03m以内，而ΔH则应在0.05m以内的精度标准，而后方可对各个控制点进行测量。

控制点施测以及复核要点：

3.2.1 虽然RTK定位技术能够快速高效的完成定位测量，但个别点仍存在产生粗差的可能性，所以测绘人员应注意复核测量结果的准确性。测绘人员应根据测绘要求对手簿和流动站的天线高、七参数以及差分格式等参数设定的正确性进行严格的检查，为基准站和移动站接收设备之间实现数据交流奠定良好的基础。

3.2.2 在施测过程中，测绘人员应先选择流动站周边C级或者D级的1到2个控制点进行2个测回的检测，确保其点位较差在5cm以内才能继续施测。

3.2.3 在采集控制点数据前应初始化测量设备，对同一控制点应采集3次数据，且3次测量结果之间的差值应符合测量标准要求。如差值较大超出允许的范围时，应重新进行测量。

3.2.4 应在其取得固定解，平面收敛精度不大于20mm且高程收敛精度不大于30mm达到稳定状态后再记录观测数据，所有测回均应持续60s左右的观测且观测有历元数应不少于20个，此外测回间隔时间应达到1min以上[3]，各测回平面和高程较差均不大于4cm时取中数为最终结果。

3.3 地形碎部测量

RTK碎部点测量时，可以使用控制测量时的坐标系转换参数，也可以在测区通过点校正方式获取，转换残差平面不宜大于3cm，高程不宜大于5cm。测量时应保持流动站取得固定解状态，数据采集前和采集结束时应在控制点上进行检核，当有RTK测量有困难的地物地貌点时，应用全站仪或者其他仪器补测。

4 结语

RTK技术不仅能够有效提高测绘的质量和效率，而且可以降低测绘成本，减轻测绘人员的工作强度，因此被越来越广泛的应用于地形测绘等工程测量工作中。测绘人员应准确把握RTK技术的应用要点，不断总结实践经验，大胆进行技术创新和改进，进一步提高RTK技术的测绘精度以及时效性，有效控制测绘误差，从而更好的满足地形测绘等测绘工作的实际需要，促进我国测绘技术水平的全面提高。

参考文献：

[1]王婷. RTK定位技术在地形测绘和工程控制测量中的应用[C].江苏省测绘学会2011年学术年会论文集，2011：39-40.

[2]周斌. GPS RTK技术在工程测量中的应用研究[J].城市地理， 2016， （16）：72.

[3]夏海方. GPS-RTK技术在工程测量中的应用探析[J].建筑工程技术与设计，2015，（24）：195-195.