RTK測量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

　　科學(xué)技術(shù)進步的同時推動了城市工程測量技術(shù)的進步，RTK技術(shù)現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用到城市測量中來。本文筆對RTK技術(shù)的含義進行概述的同時對RTK技術(shù)的在城市建設(shè)中的應(yīng)用進行了探討。

　　《計算機測量與控制》(月刊)創(chuàng)刊于1993年，由中國計算機自動測量與控制技術(shù)協(xié)會主辦。報道內(nèi)容：1計算機技術(shù)、自動測試技術(shù)和自動控制技術(shù)的研究成果及發(fā)展方向的綜述與評論;2先進的總線技術(shù)、故障診斷技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)以及控制理論在工業(yè)領(lǐng)域和軍事中的應(yīng)用;3邊緣掃描測試技術(shù)、遙測遙控技術(shù)和自動測試系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā);4動態(tài)數(shù)據(jù)采集與信號處理系統(tǒng);現(xiàn)場總線與接口技術(shù);機電一體化技術(shù);5嵌入式系統(tǒng)軟件、軟件測試以及工控組態(tài)軟件的開發(fā)與應(yīng)用;6集散/分布控制系統(tǒng)，自控/監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用;7計算機網(wǎng)絡(luò)與通信、樓宇自動化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用;8先進的測控部件及傳感器技術(shù)在工業(yè)自動測試和控制中的應(yīng)用;9基于總線技術(shù)的智能儀器儀表的設(shè)計與開發(fā)。

　　GPS(全球定位系統(tǒng))實時動態(tài)相對定位RTK技術(shù)(Real Time Kinematic)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于中小型城市工程測量、土地測量和航空攝影測量等領(lǐng)域，由于其能實時提供待定點的坐標，較靜態(tài)定位方式給測量帶來了很大的便利。實現(xiàn)RTK作業(yè)的關(guān)鍵在于基準站能夠把其差分數(shù)據(jù)信號實時地、準確地傳送給所有的移動站。現(xiàn)在通行的手段是利用無線電臺來傳輸，少數(shù)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(shè)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(qū)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(fā)射天線等，設(shè)備繁瑣沉重、易損壞，給作業(yè)帶來很多不便。GSM手機傳輸信號設(shè)備簡單，但費用高、速度慢，一般不能一對多，實際應(yīng)用存在障礙。

　　1、RTK 技術(shù)概述

　　實時動態(tài)(RTK)測量系統(tǒng)，是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS測量技術(shù)中的一個新突破。RTK測量技術(shù)是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS測量技術(shù)，其基本思想是： 在基準站上設(shè)置1臺GPS接收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)地觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設(shè)備，接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位原理，實時地解算整周模糊度未知數(shù)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(jié)果，便可監(jiān)測基準站與用戶站觀測成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，實時地判定解算結(jié)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(tǒng)一般由以下三部分組成：GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準站的發(fā)射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現(xiàn)實時動態(tài)測量的關(guān)鍵設(shè)備。

　　軟件系統(tǒng)具有能夠?qū)崟r解算出流動站的三維坐標的功能。

　　RTK測量技術(shù)除具有GPS測量的優(yōu)點外，同時具有觀測時間短，能實現(xiàn)坐標實時解算的優(yōu)點，因此可以提高生產(chǎn)效率。

　　實時動態(tài)定位如采用快速靜態(tài)測量模式，在15km范圍內(nèi)，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(tǒng)的開發(fā)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(shù)的發(fā)展和普及，具有重要的現(xiàn)實意義。

　　2、RTK 技術(shù)的應(yīng)用

　　2.1控制測量

　　為滿足中小型城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測繪的需要，中小型城市控制網(wǎng)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(dǎo)線大多位于地面，隨著中小型城市建設(shè)的飛速發(fā)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(guī)控制測量如導(dǎo)線測量，要求點間通視，費工費時，且精度不均勻。GPS靜態(tài)測量，點間不需通視且精度高，但需事后進行數(shù)據(jù)處理，不能實時知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)將無論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢。

　　2. 2像控點測量

　　像控點測量是航空攝影測量外業(yè)主要工作之一，傳統(tǒng)的方法要布設(shè)大量的導(dǎo)線來測量部分平高點，內(nèi)業(yè)再空三加密。采用RTK技術(shù)測量，只需在測區(qū)內(nèi)或測區(qū)附近的高等級控制點架設(shè)基準站，(若測區(qū)內(nèi)或測區(qū)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(shè)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(tǒng)作業(yè)相比較，它不需要逐級布設(shè)控制點;與靜態(tài)GPS測量相比，縮短了作業(yè)時間，因而大大提高了作業(yè)效率，功效至少提高3～5倍。

　　2. 3線路中線定線

　　RTK測量技術(shù)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(shù)如線路起終點坐標、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)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(shè)定的為止。

　　2. 4建筑物規(guī)劃放線

　　建筑物規(guī)劃放線，放線點既要滿足中小型城市規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)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(guān)系，對于短邊，其相對關(guān)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(guī)劃放線一般能滿足要求。

　　2. 5用地測量

　　在建設(shè)用地勘測定界測量中，RTK技術(shù)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(quán)屬調(diào)查時，應(yīng)用RTK技術(shù)可實時測量權(quán)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(shù)還可用于地形測量、水域測量、管線測量、房產(chǎn)測量等方面。用RTK測圖，可不用布設(shè)圖根控制，僅依據(jù)少量的基準點，即可直接測定地形地物點坐標，如果用專業(yè)測圖軟件，通過電子手簿記錄即可實現(xiàn)數(shù)字化測圖。在水下地形測量是，RTK能自動導(dǎo)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(yè)軟件成圖。

　　3、總結(jié)

　　RTK在控制測量以及施工放樣中有著廣泛的運用，比傳統(tǒng)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(yīng)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(tài)觀測經(jīng)平差后的精度就較高。隨著RTK技術(shù)的日趨成熟，必將更好地服務(wù)于城市測量。

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