RTK測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用分析

陳永華

摘? ? 要：在工程測(cè)量中，合理運(yùn)用RTK測(cè)量技術(shù)有利于減少測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。本文在簡(jiǎn)要分析RTK技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就該項(xiàng)測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用展開(kāi)詳細(xì)探討，以期為相關(guān)工作的開(kāi)展帶來(lái)些許幫助。

關(guān)鍵詞：RTK測(cè)量技術(shù);工程測(cè)量;技術(shù)應(yīng)用

1? 引言

相較于傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，RTK技術(shù)的測(cè)量流程要更為精簡(jiǎn)，測(cè)量效率更高。同時(shí)RTK技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取流動(dòng)站的目標(biāo)，且所獲得數(shù)據(jù)的精度非常高。下面聯(lián)系實(shí)際，首先就RTK技術(shù)測(cè)量原理以及特征特點(diǎn)做簡(jiǎn)要分析。

2? RTK測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)述

2.1? RTK測(cè)量原理

RTK測(cè)量系統(tǒng)是通過(guò)無(wú)線通訊數(shù)據(jù)鏈將工作站、基準(zhǔn)站連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取、傳輸。在進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位時(shí)，先建立一個(gè)基準(zhǔn)站，并通過(guò)接收機(jī)連續(xù)接受衛(wèi)星信號(hào)，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，每一臺(tái)流動(dòng)站都配置有一個(gè)手簿，兩者共同運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星信號(hào)。在接收到信號(hào)以及數(shù)據(jù)后，手簿開(kāi)始相對(duì)定位計(jì)算，最終精確得到流動(dòng)站的測(cè)量精度與三維坐標(biāo)【1】。

（1）GPS接收機(jī)。一般情況下，利用RTK技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，需在基準(zhǔn)站、流動(dòng)站配置一定數(shù)量的GPS接收機(jī)?；鶞?zhǔn)站的接收機(jī)安放在已知高程的站點(diǎn)以及坐標(biāo)上，流動(dòng)站的接收機(jī)主要負(fù)責(zé)進(jìn)行對(duì)基準(zhǔn)站周邊進(jìn)行觀測(cè)與定位。

（2）數(shù)據(jù)通信鏈。在RTK測(cè)量系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信鏈主要具有信號(hào)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。從基?zhǔn)站中采集到載波相位觀測(cè)值后，通過(guò)數(shù)據(jù)通信鏈將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給流動(dòng)用戶，便于流動(dòng)用戶做進(jìn)一步的分析與應(yīng)用。

（3）RTK軟件。從基準(zhǔn)站、流動(dòng)站采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)通過(guò)RTK軟件進(jìn)行解算分析，最終獲得數(shù)值確定、精度高的數(shù)據(jù)，將測(cè)量工作進(jìn)一步具體化。與傳統(tǒng)人工計(jì)算等方式相比，RTK軟件可以更準(zhǔn)確、快速地確定整周模糊度，進(jìn)行基線向量解算、解算結(jié)果質(zhì)量分析以及精度評(píng)定與坐標(biāo)轉(zhuǎn)化等。

2.2? RTK技術(shù)特點(diǎn)

首先，RTK技術(shù)具有較高的工作效率。將RTK技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量后，前期測(cè)量組織工作以及后期的數(shù)據(jù)收集與解算都由機(jī)械設(shè)備一站式完成。并且在測(cè)量普通的地形地勢(shì)時(shí)，只需進(jìn)行一次設(shè)站工作就能對(duì)半徑5公里內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中不需要挪移儀器設(shè)備，也不需要要再設(shè)測(cè)量點(diǎn)。其次是RTK的定位精度非常高。在各方面條件滿足情況下，GRK技術(shù)可準(zhǔn)確測(cè)量出作業(yè)范圍內(nèi)的平面、高程等各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。且在測(cè)量過(guò)程中，RTK軟件會(huì)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)解算，不會(huì)出現(xiàn)誤差積累的情況。此外，RTK技術(shù)的適應(yīng)性、抗干擾性較強(qiáng)。天氣、季節(jié)等不會(huì)對(duì)RTK測(cè)量產(chǎn)生過(guò)大影響，這使得RTK測(cè)量系統(tǒng)能夠全年、全天候連續(xù)作業(yè)。最后是RTK技術(shù)不僅有著強(qiáng)大的測(cè)繪功能而且操作起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單方便。應(yīng)用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，只需要在流動(dòng)站內(nèi)設(shè)置內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能。且整個(gè)測(cè)繪過(guò)程必須要過(guò)多的人員操作，不僅減少了工程測(cè)量人力成本，而且也減少了人為誤差，保證了測(cè)量精度。就RTK技術(shù)的便捷性而言，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展相應(yīng)工程測(cè)量工作時(shí)，甚至可以邊走即獲得相應(yīng)的結(jié)果坐標(biāo)。同時(shí)測(cè)量設(shè)備也能簡(jiǎn)單快速地與計(jì)算機(jī)以及其他測(cè)量?jī)x器連接通信，使得整個(gè)測(cè)量過(guò)程不僅快速且穩(wěn)定【2】。

3? 測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1? ?RTK控制測(cè)量

進(jìn)行工程測(cè)量之前，首先需根據(jù)工程具體情況，根據(jù)測(cè)量任務(wù)需求來(lái)完成簡(jiǎn)單的勘測(cè)以及數(shù)據(jù)收集工作。具體包括測(cè)量區(qū)內(nèi)高級(jí)控制點(diǎn)的參心坐標(biāo)、地心、高程成果等。在收集到以上數(shù)據(jù)與信息后就開(kāi)始設(shè)計(jì)測(cè)量方案，確定相應(yīng)的測(cè)量手段。在進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，可根據(jù)工程對(duì)測(cè)量精度的要求將RTK平面控制點(diǎn)劃分出一、二、三三個(gè)等級(jí)，并根據(jù)精度對(duì)RTK高程控制點(diǎn)進(jìn)行等外高程控制點(diǎn)的劃分。在進(jìn)行平面控制點(diǎn)布設(shè)時(shí)，測(cè)量人員要保證所有的平面控制點(diǎn)都具有超過(guò)一個(gè)的等級(jí)點(diǎn)與其通視。在測(cè)量與解算高程、平面坐標(biāo)時(shí)，必須將數(shù)值精確到0.001m，經(jīng)緯度要精確到0.00001【3】。

3.1.1? 平面控制測(cè)量

應(yīng)用RTK技術(shù)開(kāi)展平面控制測(cè)量作業(yè)時(shí)，需嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家發(fā)布的文件規(guī)范進(jìn)行。在確定埋石方面，需要按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求進(jìn)行。在測(cè)量技術(shù)方面，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：對(duì)于精度等級(jí)為一級(jí)的測(cè)量區(qū)域，觀測(cè)次數(shù)應(yīng)大于4次;RTK平面控制點(diǎn)相鄰點(diǎn)間平均邊長(zhǎng)應(yīng)控制在500m;點(diǎn)位中誤差要小于5m;與基準(zhǔn)站的距離不能超過(guò)5km，起算點(diǎn)等級(jí)為四級(jí)及以上等級(jí)。對(duì)于精度等級(jí)為二級(jí)的測(cè)量區(qū)域，觀測(cè)次數(shù)應(yīng)大于3次;RTK平面控制點(diǎn)相鄰點(diǎn)間平均邊長(zhǎng)應(yīng)控制在300m;點(diǎn)位中誤差要小于5m;與基準(zhǔn)站的距離不能超過(guò)5km，起算點(diǎn)等級(jí)為一級(jí)及以上等級(jí)。對(duì)于精度等級(jí)為三級(jí)的測(cè)量區(qū)域，觀測(cè)次數(shù)應(yīng)大于2次;RTK平面控制點(diǎn)相鄰點(diǎn)間平均邊長(zhǎng)應(yīng)控制在200m;點(diǎn)位中誤差要小于5m;與基準(zhǔn)站的距離不能超過(guò)5km，起算點(diǎn)等級(jí)為二級(jí)及以上等級(jí)。

3.1.2? 高程控制測(cè)量

在進(jìn)行RTK高程控制點(diǎn)的埋設(shè)作業(yè)時(shí)，需要對(duì)標(biāo)石進(jìn)行重合，并且為方面后續(xù)測(cè)量工作的開(kāi)展，在埋設(shè)高程控制點(diǎn)時(shí)應(yīng)運(yùn)用圓頭帶十字的標(biāo)志。設(shè)置高程時(shí)，收斂精度不能大于3cm。在測(cè)定高程時(shí)，需先通過(guò)流動(dòng)站完成大地高的測(cè)量作業(yè)，之后將流動(dòng)站高程進(jìn)行減法處理，最終得到具體數(shù)值。在具體解算作業(yè)中，需應(yīng)用數(shù)學(xué)擬合法等方法來(lái)獲取流動(dòng)站高程異常情況，之后再根據(jù)具體的精度要求對(duì)模型精度進(jìn)行確定，以完成最終的測(cè)量任務(wù)。

3.2? RTK碎部測(cè)量

就地形測(cè)量項(xiàng)目而言，在采集野外碎部數(shù)據(jù)時(shí)，RTK 系統(tǒng)的運(yùn)用將減弱天氣因素產(chǎn)生的影響，具有較高的測(cè)圖精度，不需要對(duì)控制點(diǎn)的通視問(wèn)題進(jìn)行考慮，上述均為優(yōu)勢(shì)所在，但同樣也存在一定的缺陷，如無(wú)法對(duì)樹(shù)林、沖溝等復(fù)雜地形進(jìn)行觀測(cè)。在碎部測(cè)量作業(yè)中，RTK技術(shù)雖然具有一定優(yōu)勢(shì)，如可減弱天氣因素對(duì)測(cè)量過(guò)程與測(cè)量結(jié)果的影響，保證測(cè)量結(jié)果的精確度。但其也存在一些劣勢(shì)，如當(dāng)測(cè)量區(qū)域內(nèi)存在沖溝、樹(shù)林等復(fù)雜地形時(shí)，就難以順利開(kāi)展測(cè)量作業(yè)?；谝陨咸攸c(diǎn)，在應(yīng)用RTK技術(shù)采集野外碎部數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

首先，若測(cè)量區(qū)域相對(duì)平坦開(kāi)闊，且地物比較完整獨(dú)立，則可靈活運(yùn)用RTK系統(tǒng)進(jìn)行直接觀測(cè)，以省去不必要操作，提高測(cè)量效率。具體觀測(cè)流程以及方法如下：首先，確定地物位置，并在地物周邊設(shè)置相應(yīng)的流動(dòng)站且安設(shè)測(cè)量設(shè)備，之后于設(shè)備中輸入地物屬性編碼并進(jìn)行保存，這樣就能將相關(guān)的地物對(duì)應(yīng)起來(lái)。

針對(duì)地形相對(duì)平坦開(kāi)闊，但是測(cè)量區(qū)域內(nèi)也存在獨(dú)立樹(shù)林、建筑等的情況，在測(cè)量時(shí)就應(yīng)采用分類測(cè)量的方法，先將地物進(jìn)行分類，之后再結(jié)合相應(yīng)措施順利完成測(cè)量作業(yè)。具體如，對(duì)于測(cè)量區(qū)域的低矮建筑物，應(yīng)加高中桿，延伸 RTK 系統(tǒng)的衛(wèi)星接收天線到房頂，直接對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)。而對(duì)于高大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物，就必須結(jié)合RTK技術(shù)與GPS兩種技術(shù)來(lái)采集信息，并在后期應(yīng)用全站儀進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，以保證最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，-RTK技術(shù)具有精度高、適應(yīng)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，將RTK技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量，可大大提升測(cè)量效率與質(zhì)量，保障測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度。因此，應(yīng)將進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究與應(yīng)用，以推動(dòng)我國(guó)測(cè)量測(cè)繪事業(yè)進(jìn)步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李師猛.GPS-RTK測(cè)量技術(shù)在測(cè)量工程中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2020（6）：74～75.

[3] 盧韜.高速鐵路工程測(cè)量中GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用[J].河南建材，2019（6）：3～4.

[4] 鄒嘉.RTK測(cè)量技術(shù)在市政工程測(cè)量中的優(yōu)化應(yīng)用分析[A].重慶市煤炭學(xué)會(huì).川、渝、滇、黔、桂煤炭學(xué)會(huì)2017年度學(xué)術(shù)年會(huì)（重慶部分）論文集[C]，2017.