1、1动态 RTK 作业及其在城市测绘工程中的应用研究摘要：本文首先介绍分析了动态 RTK 技术的原理、优点以及在工程测量中的各项应用，其次结合动态 RTK 技术在工程测量中数据处理的方法以及其应用的优点，结合在城市测绘工程中的实际应用对 RTK 作业进行了探讨，具有一定的参考价值。 关键字： RTK 作业系统；工程测绘；实时动态定位；测绘基准站；数据处理 Abstract: this paper first introduces the dynamic analysis of RTK technology principle, advantage and the measurement of t
2、he various applications in engineering, second combined dynamic RTK technology in engineering measurement data processing method and its application which combines the advantage of the surveying and mapping engineering in the city in the practical application of RTK surveying, the paper discusses th
3、e to have the certain reference value. Keyword: RTK surveying system; Surveying and mapping engineering; Real-time dynamic positioning; Surveying and mapping benchmark station; Data processing 2中图分类号： TB2 文献标识码：A 文章编号： 1.引言 城市测绘工程研究的主要内容是在工程建设的各个阶段内所进行的地形以及与工程相关的信息的采集及处理、工程的施工放样、变形监测分析以及预报等的技术、方法和相关
4、理论，同时也包括管理和使用与工程和测量相关的一些信息。目前测绘技术正在快速的发展，城市测绘工程的作业方式不再仅仅局限于原有的传统模式，新的仪器仪表设备以及新的技术手段的广泛使用已经使得现在的工程测绘日益趋向智能化、自动化、一体化、动态化和实时化。动态 RTK 作业是目前测绘行业广泛推广使用并日趋成熟的一种新的测量作业技术。因而对动态 RTK 作业及其在城市测绘工程中的应用研究有着十分重要的现实意义。 2.RTK 技术概述 2.1RTK 测量的基本原理 实时动态 (Real Time Kinematic，简称 RTK)定位技术是一种依据载波相位观测值的实时差分 GPS 定位技术。RTK 系统集计
5、算机技术、无线电技术、数字通讯技术以及 GPS 定位技术于一体。RTK 可以称为是 GPS 测量技术发展过程中的一项新的突破。RTK 技术的定位精度很高。RTK 也可以全天候进行作业，并且每个点的误差都是不累积的随机偶然误差。 实时动态定位 (RTK)系统包含两个部分：基准站以及流动站。实时动态测量的一个重要的保证就是建立无线数据通讯。RTK 测量的基本原理是选取取点位精度较高的首级控制点作为测量的基准点，然后安置一台3或几台接收机作为参考站，并将它们放置在未知点上。然后基准站会对所有可见的卫星进行连续地观测。流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据。根据
6、相对定位的原理，随机计算机会实时计算并且显示出流动站的三维坐标以及精度，以便用户可以对待测点的数据观测质量清空以及基线解算结果是否收敛进行实时监测。观测时间可以依据待测点的精度指标来确定，这样可以有效的减少冗余观测，对提高工作效率起到了良好的作用。在进行测量之前，为了进行初始化工作，在控制点上需要静止观测数分钟（有些仪器则可能只需要 2 到 10 秒） 。随后流动站就可以依照原先设定的采样间隔来自动的进行观测，同时协同基准站中的同步观测数据，对采样点的空间位置进行实时确定。就目前的情况而言，RTK 的定位精度已经能够达到厘米级。 2.2 RTK 技术的优点 RTK 技术有诸多常规的测量仪器所不
7、可比拟的优点，主要有以下几个方面： （1）定位精度很高，测量数据能够保证安全可靠，同时也无误差积累。在一定的作业半径范围之内，只要能够达到 RTK 作业的基本条件，RTK 的高程精度以及平面精度均可达到厘米级。 （2）彻底解决了因为粗差而造成的工程返工问题，从而有效的提高了定位作业的工作效率。测量速度很快，作业效率也比较高。 （3）在有其他相应的软件的辅助之下，RTK 可以和全站仪联合进行作业，从而能够将 RTK 和全站仪各自的优势充分的发挥出来，起到相辅4相成的作用。 3.RTK 技术的应用 RTK 技术的应用前景十分广阔，它可以实现线路测量、地形图测绘、规划红线测量等各项工作。 3.1 城
8、市控制网布测 为了能够满足城市建成区以及城市规划区的测绘需求，城市控制网必须满足：（1）大的控制面积；（2）高精度；（3）点位要多。目前在城市里大多等级一、二导线网控制点都在地面进行布设，由于城市建设的不断发展，这些控制点经常遭到破坏，这样就对工程测量的进度造成了不良影响。实现对控制点快速精确地定位，是事关工作的效率一个重要的前提。如果采用 RTK 技术，则不管实在作业的精度上，还是在实现作业的效率上，优势都是十分明显的。采用动态 RTK 作业，能够随时了解测量成果是否与要求相符合，从而能够对外部条件以及作业时间进行及时的调整。 3.2 市政工程 电力线路中线放样以及市政道路工程中线都可以采用
9、动态 RTK 作业。进行放样工作时，仅仅需要架好基准站，然后只要一个人就可操作完成移动站。把特定的线路参数，例如线路中线的起点以及终点坐标、曲线的转角、曲线半径等参数输入到无线电蓝牙手薄当中，就可以进行放样工作。同时放样的方法也十分的灵活。 3.3 城市建筑规划红线定位 建筑物规划放线定位点不仅需要达到城市规划条件的要求，同时也5要满足建筑物自身的几何关系，放样精度要求比较高。采用 RTK 对建筑物进行放样定位的时候，要对建筑物本身的几何关系进行详细的检查。一般来说，较难满足短边相对关系的要求。在进行放样的同时，对测量点位的 PDOP 值也要十分注意。因为假如点位 PD 值较低，强制测量就有可
10、能造成较大的点位误差。 3.4 其它测量的应用 RTK 技术还可以用在城市地下管线测量 、水下测量以及地质和矿山等测量工程。采用 RTK 对地形进行测量的时候，可以不需对图根控制进行布设，而仅仅依靠少量的基准点，就可对地形地物点坐标进行直接测定。使用专业的测图软件，同时采用现场草图绘制以及电子手簿记录的方式，利用专业制图软件就可以实现数字化测图。 4.动态 RTK 在城市测量中的应用实例分析 下面以南宁区域某开发区测量工程中动态 RTK 测量技术的应用为例，对 RTK 技术的应用情况进行相应的阐述。 4.1 工程概况 测区位于南宁某开发区，控制网的布设面积大约为 8Kmz，设计点位有 27 座
11、，起算点则采用了处于该测量区域的南侧、东侧大约有 0.8km 的南宁市的四等平面的控制点均选取一座，同时选取测区北侧以及南侧的四等平面控制点各自选取一座。 4.2RTK 测量 为了使得测量成果能够更加的精度，并且保证其可靠性，我们分别在测区东侧和北侧的起算点设置了相应的基准站，从而能够分别采集起6算点空间坐标对坐标系转换参数进行解算；同业分别对待测点的平面坐标进行测量，之后选取两次测量结果的平均值作为最终的测量成果。根据以上两次测量坐差值的统计，可以计算得出两次测量平均值的点位中误差，其值为1.25cm。 4.3RTK 成果的外部检验 (1)相邻的点与点之间的边长检测。采用 TOPCONG T
12、S602 全站仪对成果进行检测，选取两次测量结果的平均值作为实测边长值，检测的通视边一共有 17 条；依据边长差值统计，计算得出相邻的点与点之间的边长中误差是 11.08cm。 (2)坐标检验采用导线测量的方式。在测区南侧选择 6 坐待测点，观测时采用一级导线测量方式进行测量，起算点则选取以上述的四等平控制点为起算的并且以 GPS 静态方式进行观测的城市一级控制点。根据坐标差值的统计，对 RTK 测量成果的点位中误差进行估算，其值为122cm。 5.结语 目前动态 RTK 作业定位技术在测绘领域中已经得到了越来越广泛的应用，利用动态 RTK 技术进行城市控制测量不仅操作灵活、简单，也大大减少了
13、大批的观测数据后处理工作，使得工作效率得到了很大的提升，极大的改变了传统的城市测绘作业模式。然而在实际的测绘工作中，应需要充分认识到动态 RTK 技术的特点，明确它同传统测量模式的区别，设法尽量提高测量成果的可靠性。在进行测量作业的时后，基准站一定要注意选择在比较中心同时位置也相对空旷开阔的至高点上，并且要保7证周围没有磁场的干扰，这样才能有效的保证流动站能接收到较好的信号。同时 RTK 技术也有一定限制，例如在对基准站的选择方面，由于 RTK 图根测量与常规的控制测量有很大的不同，不可能全部采用常规控制测量的技术标准来进行衡量，这点在边长较短的相邻的点与点之间表现尤为明显。 参考文献 1城市测量规范 CJJ 899.中国建筑工业出版社. 2全球定位系统城市测量技术规程.CJJ73-97.中国建筑工业出版社. 3全球定位系统(GPS)测量规范 GB/T183142001. 4赵立娜,王雷.城市规划测量中 RTK 技术手段的应用探析J.科技创业家,2011(6). 5黄杰芸.RTK 测量技术在城市测量中的应用与优势分析J.测绘与空间地理信息,2011(3). 6王春华,焦志良.基于工程背景的 RTK 技术在城市控制测量中的应用研究J.科技资讯, 2010(5). 7张杰,屠艮.GPS RTK 技术在地籍测量中的应用J.科技传播,2010(12).
