RTK用于圖根控制測量和工程放樣的討論

泉州市泉港測繪隊 連俊生

1 RTK圖根控制測量

傳統(tǒng)的圖根控制測量采用導線（網(wǎng)）方法來施測，不僅費工費時，要求點間通視，而且精度分布不均勻，且在外業(yè)不知精度如何，采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)、偽動態(tài)方法，在外業(yè)測設(shè)過程中不能實時知道定位精度，如果測設(shè)完成后，回到內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求，還必須返測。

利用RTK進行控制測量，不受天氣、地形、通視等條件的限制，控制測量操作簡便、機動性強，工作效率比傳統(tǒng)方法提高數(shù)倍，大大節(jié)省人力，不僅能夠達到導線測量的精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題。采用RTK進行控制測量，能夠?qū)崟r知道定位精度，如果點位精度要求滿足了，用戶就可以停止觀測，而且知道觀測質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。

2 RTK圖根控制測量的作業(yè)步驟

2.1 收集測區(qū)控制成果，含控制點的坐標、等級、中央子午線，坐標系及控制點是屬常規(guī)控制網(wǎng)還是GPS控制網(wǎng)。

2.2 求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)，對于RTK測量，要求實時得出待測點在實用坐標系（1980西安坐標系、1954年北京坐標系或地方獨立坐標系等）中的坐標，因此，坐標轉(zhuǎn)換問題就顯得尤為重要。實際需要將GPS觀測的84坐標轉(zhuǎn)換為國家平面坐標（如北京54坐標）或者工程施工坐標。對于WGS-84到國家平面坐標（如北京54坐標）的轉(zhuǎn)換，我們可以采用高斯投影的方法，這時需要確定 WGS84與國家平面坐標（如北京54坐標）兩個大地測量基準之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)（三參數(shù)或七參數(shù)），需要定義三維空間直角坐標軸的偏移量和（或）旋轉(zhuǎn)角度，并確定尺度差。但通常情況下，對于一定區(qū)域內(nèi)的工程測量應(yīng)用，我們往往利用以往的控制點成果求取“區(qū)域性”的地方轉(zhuǎn)換參數(shù)。

2.3 采用已有的靜態(tài)數(shù)據(jù)，直接將控制點的WGS-84坐標和國家平面坐標（如北京54坐標）或者工程施工坐標輸入手簿，利用隨機軟件求解坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。

2.4 測區(qū)只有足夠控制點的地方坐標，相對位置關(guān)系精確，但沒有WGS-84坐標。在這種情況下，我們可以利用RTK測量方法，以基準站為起算位置（這個起算位置的坐標由GPS接收機觀測確定，是一個精度有限的大地坐標，但它不影響RTK觀測的相對位置關(guān)系），確定各控制點之間相對精確的位置關(guān)系，并實時測定 WGS-84大地坐標。該方法具體實施時可能會遇到難處，比如控制點的距離太遠，而RTK的作用距離有限。

2.5 當某些地方無合適的控制點坐標來設(shè)置基準站，也可以采用基準站任意擺放的方式，即虛擬一個基準站，基準站的WGS-84坐標直接從測量手簿讀取，然后流動站再到各個控制點上去采集WGS-84坐標。

2.6 選擇基準站及設(shè)置，GPS RTK定位的數(shù)據(jù)處理過程是基準站和流動站之間的單基線處理過程，基準站和流動站的觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量好壞、無線電的信號傳播質(zhì)量好壞對定位結(jié)果的影響很大，基準站位置的有利選擇非常重要。RTK測量中，流動站隨著基準站距離增大，初始化時間增長，精度將會降低，所以流動站與基準站之間距離不能太大，一般不超過10km范圍。同時要考慮基準站上空無衛(wèi)星信號的大面積遮蓋和影響RTK數(shù)據(jù)鏈通訊的無線電干擾，以及提高基準站無線架設(shè)高度。

基準站的設(shè)置含建立項目和坐標系統(tǒng)管理、基準站電臺頻率選擇、GPS RTK工作方式選擇，基準站坐標輸入、基準站工作啟動等，以上設(shè)置完成后，可以啟動GPS RTK基準站，開始測量并通過電臺傳送數(shù)據(jù)。

2.7 流動站設(shè)置包括建立項目和坐標系統(tǒng)管理、流動站電臺頻率選擇、有關(guān)坐標的輸入、GPS RTK工作方式選擇，流動站工作啟動等。以上設(shè)置完成后，可以啟動GPS RTK流動站，開始測量作業(yè)。

2.8 測量前的質(zhì)量檢查，為了保證RTK的實測精度和可靠性，必須進行已知點的檢核，避免出現(xiàn)作業(yè)盲點。研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95%， RTK比靜態(tài)GPS還多出一些誤差因素，如數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差等。因此，和GPS靜態(tài)測量相比，RTK測量更容易出錯，必須進行質(zhì)量控制。我們一般采用以下兩種方法：（1）已知點檢核比較法——用RTK測出已知控制點的坐標進行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問題即采取措施改正。（2）重測比較法——每次初始化成功后，先重測1～2個已測過的RTK點或高精度控制點，確認無誤后才進行RTK測量。最可靠的是已知點檢核比較法，但控制點的數(shù)量總是有限的，所以沒有控制點的地方需要用重測比較法來檢驗測量成果。經(jīng)過以上已知點的檢核后，符合要求后開始作業(yè)。

2.9 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)傳輸就是在接收機與計算機之間進行數(shù)據(jù)交換。GPS RTK測量數(shù)據(jù)處理相對于GPS靜態(tài)測量簡單得多，如用TGO軟件處理接收機導入的測量數(shù)據(jù)（*.dc），直接可以將坐標值以文件的形式輸出和打印，得到控制點成果。

與傳統(tǒng)的導線測量比較，RTK圖根控制測量自動化程度高，實時提供經(jīng)過檢驗的成果資料，無需數(shù)據(jù)后處理。擁有彼此不通視條件下遠距離傳遞三維坐標的優(yōu)勢，并且不像導線測量那樣產(chǎn)生誤差累積，定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠。操作簡單，作業(yè)速度快，勞動強度低，節(jié)省了外業(yè)費用，提高了勞動效率?？梢哉f，GPS RTK技術(shù)非常適合大規(guī)模的數(shù)字化地形圖測量。

3 RTK用于工程放樣

對于工程測量來說，工程放樣是必不可少的，一個較大的工程建設(shè)，含有大量的工程放樣工作，放樣質(zhì)量的好壞直接影響到工程建設(shè)的質(zhì)量，能否高質(zhì)量、高效率地完成放樣工作是我們亟待解決的問題，而工程放樣中最基本的放樣就是點放樣。

用RTK進行點位放樣同傳統(tǒng)放樣一樣，需要兩個以上的控制點，但不同的是，傳統(tǒng)方法是通過距離或方向來放樣定點，或用全站儀用兩點定向后放樣定點，而 RTK是用 2～3個控制點進行點校正，就可在無光學通視（電磁波通視）的條件下進行點位的放樣，這是傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的。

3.1 測前準備。獲取2～3個控制點的坐標（如果沒有已知數(shù)據(jù)，可用靜態(tài)GPS先進行控制測量），解算或用相關(guān)軟件求出放樣點的坐標，檢查儀器是否能正常使用。

3.2 站的架設(shè)。將基準站架設(shè)在較空曠的地方（附近無高大建筑物或高壓電線等），架設(shè)完后安裝電臺，連接好儀器后開啟基準站主機，打開電臺并設(shè)置頻率。

3.3 建立新工程。開啟移動站主機，待衛(wèi)星信號穩(wěn)定并達到5顆以上衛(wèi)星時，先連接藍牙，連接成功后設(shè)置相關(guān)參數(shù)：工程名稱、橢球系名稱、投影參數(shù)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫），最后確定，工程新建完畢。

3.4 輸入放樣點。打開坐標庫，在此我們可以輸入編輯放樣點，也可以事先編輯好放樣點文件，點擊打開放樣點文件，軟件會提示我們是對坐標庫進行覆蓋或是追加。

3.5 測量校正。測量校正有兩種方法：控制點坐標求校正參數(shù)和利用點校正。

3.6 放樣點。選擇測量點放樣，進入放樣屏幕，點擊打開按鈕目，打開坐標管理庫，在這里可以打開事先編輯好的放樣文件，選擇放樣點，也可以點擊“增加”輸入放樣點坐標。

放樣就是要求通過一定方法采用一定儀器把人為設(shè)計好的點位在實地給標定出來，過去采用的常規(guī)放樣方法很多，如經(jīng)緯儀交會放樣、全站儀的邊角放樣等等，一般要放樣出一個設(shè)計點位時，往往需要來回移動目標，而且要2～3人配合操作。同時在放樣過程中還要求點間通視情況良好，有時放樣中遇到困難的情況會借助于很多方法才能實現(xiàn)，在生產(chǎn)應(yīng)用上效率不是很高。如果采用 RTK技術(shù)放樣時，僅需把設(shè)計好的點位坐標輸入到電子手簿中，拿著GPS接收機，它會提醒你走到要放樣點的位置，既迅速又方便，由于RTK是通過坐標來直接放樣的，而且精度很高也很均勻，因而在外業(yè)放樣中效率會大大提高，且只需一個人操作。RTK工程放樣與“經(jīng)緯儀加鋼尺”或“全站儀”放樣相比，可以說是工程放樣領(lǐng)域一次深遠的測量革命，具有作業(yè)簡便、直觀、高效等諸多優(yōu)點。

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