1、GPS RTK 技术在城市测量中的应用摘要：随着信息时代的发展，全球定位系统（GPS）技术得到了快速的发展，GPS-RTK 测量技术在城市测绘中的应用范围逐渐扩大。GPS-RTK 技术是实时动态 GPS 定位技术，在指定的坐标系中通过一定的测量操作，能够准确的提供测量点的三维定位结果。并可以将定位结果精确到厘米的级别，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。 关键词：:GPS；RTK；城市测量 中图分类号：P228.4 文献标识码： A 一、RTK 技术概述 实时动态（RTK）测量系统，是 GPS 测量技术与数据传输技术的结合，是 GPS 测量技术中的一个新突破。R
2、TK 测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分 GPS 测量技术，其基本思想是： 在基准站上设置 1 台 GPS接收机，对所有可见 GPS 卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS 接收机在接收 GPS 卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。 RTK 测量系统一般由以下三部分组成：GPS
3、接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。 RTK 测量技术除具有 GPS 测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。实时动态定位如采用快速静态测量模式，在 15 km 范围内，其定位精度可达 12 cm ，可用于城市的控制测量。RTK 测量系统的开发成功，为 GPS 测量工作的可靠性和高效率提供了保障，这对 GPS 测量技术的发展和普及，具有重要的现实意义。 二、GPS-RTK 技术的优势 1、作业效率较高 在测绘工作的开展中
4、，通过 GPS-RTK 技术的运用能够极大的提高作业效率。这一技术在一般的地形地势下运用，能够通过高质量的 RTK 设站，实现半径 5km 测区内测绘工作的一次完成。以传统的测绘测量相比，这一技术的运用能够有效减少控制点的数量和测量仪器的“搬站”次数。在操作的过程中，操作人员在每个放样点上只需停留很短的实践就能完成测量，操作起来非常简单，而且能够达到极高的测量精度，是人工及传统的测量所不能比拟的。 2、作业条件要求低 RTK 技术对作业条件的要求比较低，能够实现全天候的作业。在作业的过程中，这一技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足“电磁波通视”和对天基本通视即可。GPS-RTK 技术与传统
5、的测量技术相比，具有极大的应用优势。传统的测量技术对通视条件、能见度、气候及季节等因素的要求比较多，而 GPS-RTK 技术则基本不受这些条件的影响，几乎可以实现全天候的作业。 3、作业自动化和集成化程度高，测绘功能强大 RTK 测绘技术具有很高的测绘功能，在测绘工作的内外业中得到了非常广泛的应用。流动站能够利用内装式软件降低人工干预的程度，最终促进多种测绘功能的自动实现。这一测绘技术的自动化水平比较高，在进行工程的测量时，不需要很多的人工辅助就能完成测量任务，是一种测量精度非常高的技术，能够极大的减少人为测量所造成的误差。 三、RTK 技术在城市规划测量中应用 1、控制测量 城市控制网具有控
6、制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市1、2、3 级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用 RTK 技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。自引入 RTK 测量技术以来，新乡市区原 GPS 点及 1、2 级导线进行检验，其部分检验值较差。RTK 测量的同一点位相对于静态 GPS 观测点基本上是一致的，其坐标差
7、值较小;而对于常规仪器观测的 1、2 级导线来说有部分相差较大，这也可能是常规测量的误差积累所引起的。由此可见，RTK技术可用于常规的控制测量，它将对传统逐级布网的理念予以更新。 2、城市地形测量 传统的地形测量是先外业数据采集，后内业编绘成图，而使用 RTK进行地形测量时，一方面要求的作业人员较少，单人即可操作。另一方面，外业操作手薄软件 Fast Survey 在测量时可以输入地物的编码。其操作象 PDA 一样，十分方便。并且，ZMMX 双频 RTK 在良好的环境条件下，初始化所须时间仅为 210s，在不良环境条件下。如树叶较浓 密大树下，在高压电线下等干扰源附近，卫星也很少会失锁，仍能较
8、顺利地进行 RTK 测量，主要是这种机型拥有先进的 Z 跟踪专利技术、快速RTK(INSTANI 一 RTK)技术和多路径消减专利技术。试验表明，即使测区内有一部分地方环境恶劣，其观测值点位中误差仍在 0.25m 以下。此外也可以使用 RTK 布设图根点，碎部测图仍旧使用全站仪。 3、城市施工放样测量 对于城市施工放样测量，使用 RTK 无须像全站仪那样，当放样点距离控制点较远的时候，必须引点转站，只需要把待放样点坐标输人到外业操作手薄里，在放样的时候，选取相应的点，然后就可以根据仪器的指示将点位正确的放出来。使用 RTK 进行放样，点位精度一般都很高，各放样点间的误差影响也是独立的。不存在误
9、差的积累；经济效益也十分明显，一般放样一个点只需要几分钟。此外，还可以使用 RTK 进行直线、弧线、按照道路中心里程放样，这里不一一赘述。 4、界址点测量 在建设用地勘测定界测量中，RTK 技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类及权属调查时，应用RTK 技术可实时测量权属界限、土地分类修测，提高了测量速度和精度。 3、像控点测量 像控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一，传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点，内业再空三加密。采用 RTK 技术测量，只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站， （若测区内或测区附近无高等级控制点，可先加密） ，流动站
10、直接测量各像控点的平面坐标和高程，对不易设站的像控点，可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。像控点的精度要求对于 RTK 测量来说是不难达到的。与传统作业相比较，它不需要逐级布设控制点；与静态 GPS 测量相比，缩短了作业时间，因而大大提高了作业效率，功效至少提高 35 倍。 4、其他方面测量 RTK 技术还可用于地形测量 、水域测量 、管线测量、房产测量等方面 。用 RTK 测图 ,可不用布设图根控制 , 仅依据少量的基准点 ,即可直接测定地形地物点坐标, 如果用专业测图软件 ,通过电子手簿记录即可实现数字化测图 。在水下地形测量是, RTK 能自动导航和按距离或时间间隔自动采点, 只要将天线高量至水面 ,加水深改正后 ,即可高精度的实时测定水下地形点的三维坐标 ,由专业软件成图 。 结束语 RTK 技术不仅能达到较高的定位精度, 而且大量提高了测量的工作效率, 随着 RT K 技术的提高,功能的开展, 这项技术已经逐步应用到测绘工作中。通过相应的数据处理程序, 可大大减轻了测绘人员的内外业劳动强度, 因此 RT K 技术在城市测量中的应用前景非常广阔。 参考文献 1徐绍铨, 张华海, 杨志强等. GPS 测量原理. 武汉: 武汉测绘科技大学出版社,2011 2刘鹏程. 浅淡 GPS RTK 定位技术在城市测量中的应用J. 企业技术开发，2008， （05）
