RTK作业系统及其在城市测绘工程中的应用

摘要：近年来，国内工程测绘行业发展速度越来越快，随之产生很多更高端的测绘技术，如全球卫星定位技术，该技术能够借助卫星系统实现精准定位，对城市测绘精度的提高具有重要意义。实时动态（Real-timekinematic，RTK）技术是由卫星定位技术演化形成的实时动态测绘技术，可以为城市建设提供连续、动态的测绘数据，因此被广泛用于城市工程的房地产测绘、地形测绘、地理信息数据测绘以及基础设施测绘中。基于RTK作业系统及其应用流程，分析城市测绘工程中对RTK作业系统的有效应用，以期能够为提升城市测绘精度提供技术保障。

关键词：城市测绘RTK作业系统应用流程技术保障

TheRTKOperatingSystemandItsApplicationinUrbanSurveyingandMappingEngineering

ZHAOJing

（GansuWaterConservancyandHydropowerEngineeringBureauCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730046China）

Abstract：Inrecentyears，thedevelopmentspeedoftheengineeringsurveyingandmappingindustryinChinahasbecomefasterandfaster，andmanymorehigh-endsurveyingandmappingtechnologieshaveemerged，suchasglobalpositioningsatellitetechnology，whichcanachieveaccuratepositioningwiththehelpofsatellitesystemsandisofgreatsignificance toimprovetheaccuracyofurbansurveyingandmapping.Real-timekinematic（RTK）technologyisareal-timedynamicsurveyingandmappingtechnologyevolvedfromsatellitepositioningtechnology，whichcanprovidecontinuousanddynamicsurveyingandmappingdataforurbanconstruction，soitiswidelyusedinrealestatesurveyingandmapping，topographicsurveyingandmapping，geographicinformationdatasurveyingandmappingandinfrastructuresurveyingandmappinginurbanengineering.BasedontheRTKoperatingsystemanditsapplicationprocess，thispaperanalyzestheeffectiveapplicationoftheRTKoperatingsysteminurbansurveyingandmappingengineering，inordertoprovidetechnicalsupportforimprovingtheaccuracyofurbansurveyingandmapping.

KeyWords：Urbansurveyingandmapping;RTKoperatingsystem;Applicationprocess；Technicalsupport

近年来，城市基础设施建设广泛应用到测绘技术，城市建设也从以往基建投入逐渐向数字信息建设层面转化，测绘技术则能够为城市测绘工程提供真实有效的数字信息。“互联网+”时代下，城市基础设施必须满足全方位信息需求，数字孪生、虚拟城市以及智慧城市等理念的产生，为发展现代测绘技术提供了时代机遇，这些技术在与城市建设融合过程中，将更为智能化、精确可靠的测绘服务提供给城市工程建设[1]。实时动态（Real-timekinematic，RTK）作业系统就是基于GPS技术衍生的一种实时动态测绘技术，可以为城市建设提供连续、动态的测绘数据，因此，被广泛用于城市工程的房地产测绘、地形测绘、地理信息数据测绘以及基础设施测绘中。

1.RTK作业系统及其应用流程

1.1RTK作业系统

RTK技术主要是以基准站监测产生的卫星数据为载体，通过流动站实现载波差分处理后获得相位观测值。从该界定可以看出，RTK作业系统内含基准站和工作站，通过无线通信数据联接，能够实达到实时动态定位目标，搭建无线通讯数据链。通过RTK作业系统进行动态化定位期间，需要先创建基准站，通过接收机对卫星信号进行持续接收，以满足连续观测要求。所有流动站均配备有对应手册，一方面，能够接收到卫星信号；另一方面，还能借助无线通信设备实现基准站数据信息的接收，通过手册完成计算工作，最终计算出流动站的三维坐标[2]。用户根据计算结果，能及时掌握数据信息质量，有助于观测效果的提升，降低重复观测率。

1.2RTK作业系统用于城市测绘的流程

PTK作业系统用于城市测绘的详细流程具体叙述如下。

（1）准备工作。借助RTK作业系统开展城市测绘前，应基于城市特点，明确测绘工程的名称，制定GPS需求控制点、创设转换坐标参数与主机运动参数。（2）转换坐标参数。利用RTK作业系统实施城市测绘工作期间，必须有实施测绘坐标值。然而，城市测绘大多会以当地独立坐标系当作参考基础，所以必须选择WGS-84坐标系和地方坐标系完成转换。（3）确定基准站。在选择参考站的过程中，要对城市测量的资料进行实时、动态的把握，在参考站的发射台和流动站的接收机等装置的帮助下，进行了数据的变换和传输，方便了整个星期的模糊度计算，实现工作质量和效率的提升。（4）RTK作业系统应用。对基准站位置进行科学设置，明确控制点之后，创建基准站，再通过接收机输入控制点编号、已知坐标数据及天线高度，对电台通道、实际操作灵敏度进行合理设置，认真检查电台发射指示灯运行状态，是基准站达到理想设置效果。此外，还必须对流动站进行设置，保证流动站和基准站有彼此匹配的接收频率。

2.城市测绘工程对RTK作业系统的应用

2.1前期准备

在城区测量中，为更好地利用RTK技术，必须事先做好测量工作。第一，在进行测量前，要对测量的环境展开调查，要事先对项目周边的情况有一定的认识，尽量减少外界因素的干扰。将RTK技术应用于野外，使RTK操作环境适应能力得到最大限度的提高，为测量结果的准确性提供保障。第二，对转化的参量加以详细说明。在城镇地图绘制中，确定坐标变换是非常重要的，在实际测量过程中，必须对GPS控制点进行合理的布设，为了得到相应的参数，需要做好相应的位置计算工作。在完成测量任务后，进行相关参量变换，一般采用联合测量的方法展开测量，以提高测量精度。RTK操作技术在城镇测量中的运用，一方面，可以获得较高的测量结果，为以后城市规划工作提供便利；另一方面，还能保证测量结果的准确性和坐标点精度。

2.2控制测量

随着我国城市化进程的加快和城市建设迅猛发展，对城市发展的规划也提出了更高的需求。在城市规划阶段，利用城市测量资料编制出相应的计划，为城市建设和发展服务。地理信息的获得仍然来自于城镇测量，但是提高了测量管理的水平，可以为城市规划工作的开展提供了技术支持。RTK操作系统在城区公路测量中的具体实施过程如图1所示。

传统的测量方法耗时过久，并且容易受到透视的干扰，难以适应城市的发展需要。可以很好地解决这一问题，有助于减少地图绘制所需的时间，RTK作业系统会即刻监测出来，并重新开始测量，为提升测绘准确度提供了保障。

2.3地形图测绘

城市各种地形测绘中应用RTK作业系统，特别是开阔空间具有更为理想的测绘效果。RTK作业系统无需要选择以往的从控制点出发进行地形图绘制的方式，因为传统测绘方式极易受测绘距离、控制点数量等诸多因素影响。在地貌测绘工作中，由于对控制点的依赖，使其可以直接穿越复杂的地貌。例如：在沟壑、山脉等地方，不受能见度的限制，可以在地图上记录地貌和地形的变化，大大降低了测绘工作者测绘强度，为测绘效率的提升提供保障。如现阶段RTK作业系统一般会与无人机技术相互配合，对特殊地形实施测绘，具体如图2所示。

除此之外，在对一些地形极其复杂的区域或者建筑物进行测绘时，由于对卫星的干扰较大，一般都需要使用普通的全站仪进行数据处理。但是，由于RTK操作不受通视、控制距离等因素的限制，所以，可以通过在建筑物密度较大的地区或地形比较复杂的情况下，通过布设图根控制点来进行测量。在地形图编制过程中，一般采用图根点，在编制平面图时，首先要在地形图上画出控制点，然后在此基础上进行加密制图，画出的控制点实际上是图的根结点，也就是导线点。

2.4建筑物规划防线

在利用RTK操作技术进行城市规划制图时，经常要使用房屋防御网，在进行房屋防御网设计时，应同时考虑房屋的性质，还要保证测量放样的准确性。要做到以下几个方面：首先，要按照外业放样的要求，保证RTK技术的适用范围；其次，对于测量精度的高需求，采用RTK操作体系进行施工控制，如下如图3所示。

RTK操作的动态位置和测量特点，可以很好地弥补前期工作中存在的缺陷，为提高测绘精度奠定基础。将RTK技术运用到城市规划和测量中，不仅可以提高测量的速度，而且可以减少测量工作量。

2.5RTK作业系统应用案例

随着甘肃省城镇化速度的不断提升，大城市与周边小城镇间的交通问题日益突出，迫切要求建设80km/h的高速公路网，其总里程12km。在测量初期，要利用RTK作业系统进行1：500条带测绘。在定位过程中，要进行中心线及纵横剖面的测量，并将最后的成果以当地的坐标系统显示出来。该方法的实现过程为：（1）确定参考台的定位，开启接收器进行检测，查看接收灯的工作状态；如果收到的信号多于4个，则可以进行测试；（2）对所测的控制点联测，对实测成果进行校验，确保测图精度满足工程要求；最终对所获取的测量结果进行了综合分析，为今后的城市发展规划工作奠定了基础。在GPS定位精度不断提高的今天，RTK作业系统在城镇建设中的作用越来越显著，已被越来越多地用于图根、施工等领域，并产生良好的经济效果[5]。但是，在使用RTK时，必须保证变换的精度及连接的精度，否则就会对测量结果产生不利的影响。

3.结语

总而言之，RTK作业系统是基于全球定位系统GPS所衍生的一种实时动态测量技术，可以对测绘数据进行动态测量。目前，该技术已被广泛用于城市测绘工程中，对比以往测绘技术，RTK技术具有操作方便、定位精度高等优点，同时克服了通视性和季节性等因素对测量精度的影响，使测量精度得到了很大的提升。另外，利用RTK操作系统的高效率优势，可以提高测量工作的效率，并将其用于城市测绘工作，这既是人类社会发展的总趋势，也是我国城市建设和发展的主要保证。

参考文献

[1]郑龙葭.RTK作业系统及其在城市测绘工程中的应用探析[J].资源信息与工程，2020，35（6）：67-69.

[2]李国辉.RTK作业系统及其在城市测绘工程中的应用探析[J].卷宗，2021，11（3）：354.

[3]何志燕.RTK作业系统在城市测绘工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2020（10）：129.

[4]姚可星.高精度GNSS载波相位差分定位技术[D].广州：广东工业大学，2020.

[5]罗超.基于安卓和RTK的铁路外业勘测作业系统的开发[D].成都：西南交通大学，2021.