RTK測量技術的發展與應用

　　科學技術進步的同時推動了城市工程測量技術的進步，RTK技術現在被廣泛地應用到城市測量中來。本文筆對RTK技術的含義進行概述的同時對RTK技術的在城市建設中的應用進行了探討。

　　《計算機測量與控制》(月刊)創刊于1993年，由中國計算機自動測量與控制技術協會主辦。報道內容：1計算機技術、自動測試技術和自動控制技術的研究成果及發展方向的綜述與評論;2先進的總線技術、故障診斷技術、系統集成技術以及控制理論在工業領域和軍事中的應用;3邊緣掃描測試技術、遙測遙控技術和自動測試系統的設計與開發;4動態數據采集與信號處理系統;現場總線與接口技術;機電一體化技術;5嵌入式系統軟件、軟件測試以及工控組態軟件的開發與應用;6集散/分布控制系統，自控/監控系統的開發與應用;7計算機網絡與通信、樓宇自動化技術的開發與應用;8先進的測控部件及傳感器技術在工業自動測試和控制中的應用;9基于總線技術的智能儀器儀表的設計與開發。

　　GPS(全球定位系統)實時動態相對定位RTK技術(Real Time Kinematic)，現已廣泛應用于中小型城市工程測量、土地測量和航空攝影測量等領域，由于其能實時提供待定點的坐標，較靜態定位方式給測量帶來了很大的便利。實現RTK作業的關鍵在于基準站能夠把其差分數據信號實時地、準確地傳送給所有的移動站。現在通行的手段是利用無線電臺來傳輸，少數還使用GSM手機通信，但這兩種手段都存在一些缺陷，電臺高頻信號近乎直線傳播，繞射能力差，即使基準站架設于高處，仍然存在許多死角;功率有限，傳輸距離短，特別在城區遮擋干擾嚴重時，只能傳輸兩公里左右，因而不能大范圍的共用基準站;需要電臺、電瓶、發射天線等，設備繁瑣沉重、易損壞，給作業帶來很多不便。GSM手機傳輸信號設備簡單，但費用高、速度慢，一般不能一對多，實際應用存在障礙。

　　1、RTK 技術概述

　　實時動態(RTK)測量系統，是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合，是GPS測量技術中的一個新突破。RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術，其基本思想是： 在基準站上設置1臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與用戶站觀測成果的質量和解算結果的收斂情況，實時地判定解算結果是否成功，從而減少冗余觀測量，縮短觀測時間。RTK測量系統一般由以下三部分組成：GPS接收設備、數據傳輸設備、軟件系統。數據傳輸系統由基準站的發射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現實時動態測量的關鍵設備。

　　軟件系統具有能夠實時解算出流動站的三維坐標的功能。

　　RTK測量技術除具有GPS測量的優點外，同時具有觀測時間短，能實現坐標實時解算的優點，因此可以提高生產效率。

　　實時動態定位如采用快速靜態測量模式，在15km范圍內，其定位精度可達1～2cm，可用于中小型城市的控制測量。

　　RTK測量系統的開發成功，為GPS測量工作的可靠性和高效率提供了保障，這對GPS測量技術的發展和普及，具有重要的現實意義。

　　2、RTK 技術的應用

　　2.1控制測量

　　為滿足中小型城市建成區和規劃區測繪的需要，中小型城市控制網具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點，中小型城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導線大多位于地面，隨著中小型城市建設的飛速發展，這些點常被破壞，影響了工程測量的進度，如何快速精確地提供控制點，直接影響工作的效率。常規控制測量如導線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻。GPS靜態測量，點間不需通視且精度高，但需事后進行數據處理，不能實時知道定位結果，如內業發現精度不符合要求則必須返工。應用RTK技術將無論是在作業精度，還是作業效率上都具有明顯的優勢。

　　2. 2像控點測量

　　像控點測量是航空攝影測量外業主要工作之一，傳統的方法要布設大量的導線來測量部分平高點，內業再空三加密。采用RTK技術測量，只需在測區內或測區附近的高等級控制點架設基準站，(若測區內或測區附近無高等級控制點，可先加密)，流動站直接測量各像控點的平面坐標和高程，對不易設站的像控點，可采用手簿提供的交會法等間接的方法測量。像控點的精度要求對于RTK測量來說是不難達到的。與傳統作業相比較，它不需要逐級布設控制點;與靜態GPS測量相比，縮短了作業時間，因而大大提高了作業效率，功效至少提高3～5倍。

　　2. 3線路中線定線

　　RTK測量技術用于市政道路中線或電力線中線放樣，放樣工作一人也可完成。將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸入RTK的外業控制器，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號也可按坐標放樣，并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動，直到誤差小于設定的為止。

　　2. 4建筑物規劃放線

　　建筑物規劃放線，放線點既要滿足中小型城市規劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關系，放樣精度要求較高。使用RTK進行建筑物放樣時需要注意檢查建筑物本身的幾何關系，對于短邊，其相對關系較難滿足。在放樣的同時，需要注意的是測量點位的收斂精度，如果點位收斂精度不高的情況下，強制測量則有可能帶來較大的點位誤差。在點位精度收斂高的情況下，用RTK進行規劃放線一般能滿足要求。

　　2. 5用地測量

　　在建設用地勘測定界測量中，RTK技術可實時地測定界址點坐標，確定土地使用界限范圍，計算用地面積，在土地分類及權屬調查時，應用RTK技術可實時測量權屬界限、土地分類修測，提高了測量速度和精度。

　　2. 6其他方面測量

　　RTK技術還可用于地形測量、水域測量、管線測量、房產測量等方面。用RTK測圖，可不用布設圖根控制，僅依據少量的基準點，即可直接測定地形地物點坐標，如果用專業測圖軟件，通過電子手簿記錄即可實現數字化測圖。在水下地形測量是，RTK能自動導航和按距離或時間間隔自動采點，只要將天線高量至水面，加水深改正后，即可高精度的實時測定水下地形點的三維坐標，由專業軟件成圖。

　　3、總結

　　RTK在控制測量以及施工放樣中有著廣泛的運用，比傳統的測量儀器的測量，它有著省時省工且精度高等特點，但其在碎部測量中的應用還是有一定的限制。在進行測量時，主要注意事項是基準站選擇要在比較中心、位置空曠開闊的至高點上，且周圍無磁場的影響，這樣流動站接收的信號好。并把觀測成果與首級控制成果進行整體平差，這樣動態觀測經平差后的精度就較高。隨著RTK技術的日趨成熟，必將更好地服務于城市測量。

　　參考文獻：

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