RTK在航測(cè)像控點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用

鄒云霞

摘要： 隨著RTK技術(shù)水平的提高，各大領(lǐng)域也開(kāi)始應(yīng)用RTK技術(shù)，工程測(cè)量便是其中之一，它能夠給工程帶來(lái)了巨大的便利，但也有一些問(wèn)題待解決。例如偶爾會(huì)出現(xiàn)接收機(jī)接收不到信號(hào)、衛(wèi)星信號(hào)不足導(dǎo)致無(wú)法初始化等問(wèn)題。本文將從RTK原理、組成、應(yīng)用、優(yōu)缺點(diǎn)等方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： RTK;像控點(diǎn)測(cè)量;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】P228.4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）15-0060-01

前言：利用常規(guī)的GPS進(jìn)行測(cè)量，想要達(dá)到厘米級(jí)的準(zhǔn)確度需要在事后進(jìn)行大量的計(jì)算，而RTK卻可以再測(cè)后馬上得到厘米級(jí)精度結(jié)果，它的主要方法就是相位差分法。它的出現(xiàn)對(duì)于工程放樣、勘測(cè)地形、數(shù)據(jù)測(cè)量都是一個(gè)新階段，解決了野外作業(yè)速度慢的問(wèn)題，因此它是GPS發(fā)展的一個(gè)里程碑。

1實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)（RTK）

1.1工作原理。

RTK是一個(gè)利用兩測(cè)量站之間的測(cè)量偏差進(jìn)行計(jì)算分析而得到的。它是通過(guò)多個(gè)獨(dú)立的GPS信號(hào)在無(wú)線電和測(cè)量?jī)x等多個(gè)儀器中連成一個(gè)數(shù)據(jù)鏈。這項(xiàng)技術(shù)需要相關(guān)的GPS基站進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，并把所測(cè)信息與已有信息實(shí)時(shí)傳送到移動(dòng)的GPS接收機(jī)中，并且，流動(dòng)站不僅要接受靜態(tài)數(shù)據(jù)還要接受基準(zhǔn)站得到的實(shí)時(shí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)。在GPS流動(dòng)站對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化操作后，再把它們傳到控制器內(nèi)，將初始化的數(shù)據(jù)與原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分處理，這樣我們就可以得到兩站間的基線值。而且我們還可以通過(guò)計(jì)算得到相應(yīng)的坐標(biāo)。但是想要測(cè)量的精確度達(dá)到厘米級(jí)的話就必須要借助四顆或以上的衛(wèi)星才能做到[2]。

1.2系統(tǒng)組成。

RTK主要由基準(zhǔn)站、通信系統(tǒng)、流動(dòng)站以及控制系統(tǒng)組成的?；鶞?zhǔn)站是RTK的數(shù)據(jù)來(lái)源，其穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能都有著很大的影響。通信系統(tǒng)是由基準(zhǔn)站、控制系統(tǒng)和用戶共同組成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是對(duì)所有的數(shù)據(jù)的一個(gè)集中管理。它的高速運(yùn)轉(zhuǎn)是RTK技術(shù)能夠快速得到結(jié)果的關(guān)鍵。流動(dòng)站包攬了大部分的數(shù)據(jù)計(jì)算，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)發(fā)送，是用戶獲取數(shù)據(jù)的主要系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是把各個(gè)系統(tǒng)連接到一起的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它的好壞決定整個(gè)系統(tǒng)能否運(yùn)行。

2RTK測(cè)量航測(cè)像控點(diǎn)

2.1測(cè)區(qū)概況。

主要是對(duì)測(cè)區(qū)的地理位置、大概面積、需要測(cè)量的像控點(diǎn)以及交通情況進(jìn)行概述。再對(duì)測(cè)區(qū)基準(zhǔn)站、控制站等的選取難度進(jìn)行評(píng)估。

2.2操作流程。

（1）基準(zhǔn)站的布設(shè)：

基準(zhǔn)站的布設(shè)四個(gè)注意事項(xiàng)：①選擇上空開(kāi)闊，沒(méi)有大面積的障礙物地方進(jìn)行布設(shè)，這樣才能保證能夠及時(shí)跟蹤觀測(cè)到衛(wèi)星、準(zhǔn)確地接收到衛(wèi)星信號(hào)。②在基站周?chē)?00 m內(nèi)都不可以有強(qiáng)干擾源，否則會(huì)對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生干擾。③要使測(cè)站遠(yuǎn)離能夠?qū)﹄姶挪ㄐ盘?hào)進(jìn)行反射的地形，避免多路徑效應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生。④要把基準(zhǔn)站選在一個(gè)交通便利、布設(shè)方便的地方，這樣基準(zhǔn)站的速度也會(huì)更快[2]。

（2）基準(zhǔn)站和流動(dòng)站設(shè)置：

在儀器都準(zhǔn)備好，根據(jù)測(cè)量形式對(duì)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站進(jìn)行配置，配置后要確保兩者發(fā)射頻率完全一致，這樣才能讓它們能夠通過(guò)無(wú)線電連接起來(lái)。然后再由控制器輸入基準(zhǔn)站坐標(biāo)后開(kāi)始測(cè)量。

（3）已知控制點(diǎn)的核對(duì)：

在每次運(yùn)作之前兩臺(tái)流動(dòng)站都要對(duì)所測(cè)區(qū)域內(nèi)的控制點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)核對(duì)，要確保兩臺(tái)儀器的精度具有一致性，作業(yè)具有準(zhǔn)確性。

2.3像控點(diǎn)測(cè)量

（1）目標(biāo)選擇：控制點(diǎn)加密的判讀與其選擇的目標(biāo)有直接關(guān)系，因此，想要判讀準(zhǔn)確就要把目標(biāo)選在一處掃描清晰的地物上，一般會(huì)選擇地物上有交角的位置上或者影像比較小的點(diǎn)狀地物的中心點(diǎn)上。選擇的地物不可以有較大的黑白反差、呈明顯弧形及含有陰影等情況的出現(xiàn)。

（2）位置選擇：

像片坐標(biāo)要是不精準(zhǔn)會(huì)造成像片邊緣的影像與像點(diǎn)出現(xiàn)偏差，因此要盡量將像控點(diǎn)放到中心位置，無(wú)法做到也一定要距邊緣1.5cm以上。確定像控點(diǎn)后，對(duì)像片進(jìn)行刺點(diǎn)，所刺孔徑要在0.1 mm之內(nèi)。為了避免測(cè)量模糊而進(jìn)行返工，對(duì)于點(diǎn)位模糊的情況，就要在模糊的像控點(diǎn)的檢測(cè)范圍內(nèi)，對(duì)多個(gè)像控點(diǎn)進(jìn)行觀察，讓內(nèi)業(yè)可以有選擇地處理。刺點(diǎn)完成后，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做像片反面處理，將刺點(diǎn)位置用直徑為2～3mm的圓圈上并標(biāo)號(hào)，在點(diǎn)孔旁還要注上文字說(shuō)明和點(diǎn)位略圖，并且要保證三者一致。一切都準(zhǔn)備好后，便可以安上流動(dòng)站開(kāi)始測(cè)量了。

3RTK的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1優(yōu)點(diǎn)：

RTK的優(yōu)點(diǎn)有五個(gè)：（1）高效率。在常規(guī)的地形下，設(shè)立一個(gè)RTK站就能測(cè)量半徑4 km的區(qū)域，與傳統(tǒng)測(cè)量相比減少了控制點(diǎn)和測(cè)量?jī)x器的數(shù)量，一人便可完成，大大地節(jié)省了人力。而且在沒(méi)有電磁波干擾的環(huán)境下只需幾秒就能得到所需坐標(biāo)，提高了作業(yè)速度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，還節(jié)省了費(fèi)用，極大地提高了效率。（2）定位精準(zhǔn)，數(shù)據(jù)可靠，誤差小。只要測(cè)量區(qū)域滿足RTK的要求，所得數(shù)據(jù)就能達(dá)到厘米級(jí)的精度。（3）作業(yè)條件沒(méi)有太大要求。RTK技術(shù)對(duì)于兩點(diǎn)間的光學(xué)通視沒(méi)有要求，只要能做到電磁波通視就可以了。而且RTK技術(shù)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、氣候、通視條件等因素的要求都比傳統(tǒng)測(cè)量低很多，還能測(cè)量傳統(tǒng)方法無(wú)法測(cè)量的地區(qū)。（4） 全自動(dòng)化作業(yè)，測(cè)繪能力強(qiáng)。RTK對(duì)于多種測(cè)繪都能勝任。流動(dòng)站是由內(nèi)部軟件進(jìn)行控制的，不需要人工參與就能實(shí)現(xiàn)測(cè)繪功能，既能減少輔助工作，還能保證測(cè)繪的精度。（5）操作方法簡(jiǎn)單，處理數(shù)據(jù)速度快。只需進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的設(shè)置，就能即時(shí)獲得結(jié)果坐標(biāo)。數(shù)據(jù)的傳輸、處理能力強(qiáng)，與計(jì)算機(jī)和其它儀器通訊速度快[3]。

3.2缺點(diǎn)：

RTK的缺點(diǎn)主要有以下四點(diǎn)：（1）受衛(wèi)星情況影響。當(dāng)衛(wèi)星位置處于一個(gè)對(duì)美國(guó)最佳的位置時(shí)，世界上就會(huì)有部分國(guó)家不能被衛(wèi)星全部覆蓋，就會(huì)使結(jié)果出現(xiàn)假值，造成誤差。另外，在一些有較大遮擋物的地區(qū)，例如有極深懸崖的高山峽谷、有密集樹(shù)木的森林區(qū)以及有高樓密布的城市區(qū)，衛(wèi)星信號(hào)都會(huì)有很長(zhǎng)時(shí)間被遮擋，使得能夠作業(yè)時(shí)間大大減少。（2）大氣的影響。在正中午的時(shí)候電離層的干擾會(huì)增大，使得能夠探測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)減少，常常會(huì)出現(xiàn)達(dá)不到5顆的時(shí)候，這就會(huì)使數(shù)據(jù)的初始化困難甚至根本不能進(jìn)行初始化，這就代表著無(wú)法正常測(cè)量。通常都會(huì)在上午或者下午電離層干擾小的時(shí)候進(jìn)行測(cè)量，才能保證測(cè)量結(jié)果能夠快且準(zhǔn)地獲得。（3）RTK的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)受障礙物和一些高頻信號(hào)源的影響，會(huì)出現(xiàn)衰減的現(xiàn)象，對(duì)于精度和測(cè)量范圍有較大的影響。（4）初始化的速度問(wèn)題。在遮擋物多的地區(qū)作業(yè)時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)極易被阻擋，從而出現(xiàn)無(wú)法初始化的問(wèn)題。

4結(jié)束語(yǔ)

盡管此時(shí)的RTK技術(shù)還不夠完善，依然有許多問(wèn)題待解決，但隨著RTK技術(shù)的不斷改進(jìn)與完善，RTK一定會(huì)有著其它技術(shù)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)占據(jù)整個(gè)測(cè)繪領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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