基于RTK測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的運(yùn)用

饒 蓮

（烏魯木齊職業(yè)大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830000 ）

RTK 測(cè)量技術(shù)基于GPS 技術(shù)，GPS 技術(shù)目前是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的首要技術(shù)。作為美國(guó)研發(fā)的一種新型導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS 在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，自身衍生了多套高效系統(tǒng)，可廣泛用于各領(lǐng)域內(nèi)。RTK 測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)測(cè)量站的有效觀察，根據(jù)不同的測(cè)量點(diǎn)，將基準(zhǔn)站采集的載波依次發(fā)送至用戶接收端，隨后進(jìn)行結(jié)算，以分析其整體坐標(biāo)。作為常用的GPS 測(cè)量方法，在靜態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量中，可以獲得精準(zhǔn)較高的測(cè)量體系。GPS 測(cè)量精準(zhǔn)可以達(dá)至厘米級(jí)別，RTK 測(cè)量技術(shù)可以在野外采用動(dòng)態(tài)分析方法，實(shí)現(xiàn)重大突破。RTK 技術(shù)極大地提升了測(cè)量作業(yè)的效率，其系統(tǒng)需要保持正常運(yùn)作。首先，需要同時(shí)接收不同的GPS 衛(wèi)星信號(hào)，在基準(zhǔn)站以及移動(dòng)臺(tái)接收衛(wèi)星信號(hào)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)分離。并在移動(dòng)站定位過(guò)程中，關(guān)閉機(jī)器，對(duì)RTK 進(jìn)行初始化操作，完成后續(xù)鎖定。

1 RTK 技術(shù)的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)分析

1.1 RTK 具有工作效率較高的優(yōu)勢(shì)

在RTK 使用過(guò)程中，RTK 具備明顯的系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以全面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以便更好的完成數(shù)據(jù)測(cè)量。并且在野外測(cè)量時(shí)，可以定位厘米級(jí)別的精準(zhǔn)程度。此方法一經(jīng)發(fā)明，便使測(cè)繪領(lǐng)域產(chǎn)生了較大改變，極大提升了測(cè)繪領(lǐng)域自動(dòng)化以及數(shù)字化的建設(shè)水準(zhǔn)。RTK 工作效率極高，在測(cè)繪工作開(kāi)展中，通過(guò)RTK 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，可以極大提升測(cè)量工作業(yè)效率。在一般地形應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)高質(zhì)量的RTK 設(shè)站，完成在相關(guān)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的測(cè)繪工作，一次性高效、精準(zhǔn)的完成測(cè)繪流程[1]。

與傳統(tǒng)測(cè)繪進(jìn)行比較，此技術(shù)可以有效減少所需要的控制點(diǎn)數(shù)量以及測(cè)量?jī)x器的相關(guān)頻率。且在操作流程里，操作人員在每個(gè)放樣點(diǎn)當(dāng)中僅需要停留較短時(shí)間便可完成測(cè)量工作，操作便捷快速且可以有效達(dá)到勘測(cè)規(guī)范所需要的精準(zhǔn)度。與以往人工傳統(tǒng)測(cè)量模式相比，其自身具有明顯的應(yīng)用價(jià)值[2]。

1.2 RTK 具有工作條件要求較低的優(yōu)勢(shì)

RTK 測(cè)量技術(shù)可以對(duì)作業(yè)的整體要求明顯降低，例如，RTK 可以實(shí)現(xiàn)全天候、不停歇作業(yè)，此優(yōu)勢(shì)是以往人工作業(yè)無(wú)法到達(dá)的頂點(diǎn)。在測(cè)量作業(yè)過(guò)程中，RTK 測(cè)量技術(shù)不需要控制兩點(diǎn)之間，便可以滿足光學(xué)透視，其僅需要形成電磁波通視以及對(duì)天基本通視即可。RTK 測(cè)量技術(shù)具有極大的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)對(duì)通視條件、能見(jiàn)度、季節(jié)等外在要求極多。而RTK 測(cè)量技術(shù)在工作中，其基本不受外力因素干擾，可以在惡劣情況下完成測(cè)繪工作[3]。

1.3 RTK 具有定位精準(zhǔn)度較高、操作便捷的優(yōu)勢(shì)

在后續(xù)測(cè)量中，RTK 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)定位精準(zhǔn)度較高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。RTK 測(cè)量技術(shù)是一種實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有極高的定位需求，以滿足后續(xù)的定位精準(zhǔn)度[4]。在傳統(tǒng)的檢測(cè)測(cè)量中，如經(jīng)過(guò)多次搬站后，其均會(huì)出現(xiàn)不同程度的誤差積累。而RTK 技術(shù)可以克服此類缺陷，在滿足RTK 基礎(chǔ)工作條件下，實(shí)現(xiàn)極高的平面測(cè)量度精準(zhǔn)。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減少測(cè)量誤差的出現(xiàn)，完成有效處理。此外，RTK 測(cè)量技術(shù)自動(dòng)化水準(zhǔn)較高，其操作簡(jiǎn)單。RTK 技術(shù)其自身的測(cè)繪功能在行業(yè)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了廣泛推廣，流動(dòng)站可以利用RTK 內(nèi)附加的軟件，降低人工的參與模式，保證多種測(cè)試測(cè)繪結(jié)果精準(zhǔn)。在測(cè)繪技術(shù)當(dāng)中，其自動(dòng)化水準(zhǔn)較高，無(wú)需過(guò)多人工輔助便可以順利、精準(zhǔn)的完成測(cè)量。作為測(cè)量精準(zhǔn)度較高的測(cè)量技術(shù)，RTK 可以減少人為測(cè)量所造成的嚴(yán)重誤差。

在測(cè)繪工作開(kāi)展中，通過(guò)RTK 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，可以在RTK 測(cè)繪基站無(wú)任何設(shè)施的前提下，完成移動(dòng)站的準(zhǔn)確測(cè)量。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)測(cè)量，完成坐標(biāo)放樣，自動(dòng)化程度極高，具有較多的集成功能?？梢詫?shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確輸入、儲(chǔ)存以及處理具備極高的數(shù)據(jù)互換能力，在其他儀器測(cè)量通訊中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

2 RTK 的相關(guān)劣勢(shì)分析

RTK 測(cè)量技術(shù)源自GPS 系統(tǒng)，是一種衍生技術(shù)，因此其功能以及使用情況受限于GPS 系統(tǒng)。在相關(guān)時(shí)間段內(nèi)，無(wú)法被衛(wèi)星所覆蓋。而且在特殊情況下的測(cè)量模式，很難得到固定值。其雙星系統(tǒng)雖然可以很好的解決RTK 技術(shù)固定值不穩(wěn)的問(wèn)題，但是其在測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)了一定的應(yīng)用不足問(wèn)題[5]。具體表現(xiàn)為測(cè)量點(diǎn)上空有遮蔽物或其他干擾物時(shí)，RTK 系統(tǒng)無(wú)法很好的接受相關(guān)信息，對(duì)信號(hào)的精度造成了一定的不良影響，出現(xiàn)了要求不高或測(cè)量不準(zhǔn)的情況。例如，在RTK 測(cè)量中，對(duì)于山區(qū)、城市地區(qū)，如附近有大型建筑物或大片樹(shù)林時(shí)，其精度則會(huì)受到一定影響，有可能會(huì)出現(xiàn)一定程度的測(cè)量不足。而在室內(nèi)使用RTK 測(cè)量技術(shù)時(shí)，則無(wú)法的有效完成技術(shù)測(cè)量。部分地區(qū)，尤其是山村地區(qū)，其存在一定的誤差，對(duì)RTK 的高度測(cè)量精準(zhǔn)度產(chǎn)生了不良影響。

3 RTK 測(cè)量原理以及相關(guān)流程

3.1 RTK 測(cè)量技術(shù)的相關(guān)原理

對(duì)RTK 測(cè)量技術(shù)進(jìn)行分析，可以得知其在測(cè)量過(guò)程中，自身由三部分組成。分別為基準(zhǔn)站接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈以及流動(dòng)性接收站[6]。在運(yùn)行時(shí)，在基站上裝備接收機(jī)為參考站，通過(guò)相關(guān)衛(wèi)星發(fā)送連續(xù)性的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)設(shè)備實(shí)時(shí)的發(fā)送給流動(dòng)站。在接受GPS 衛(wèi)星數(shù)據(jù)的同時(shí)，完成設(shè)備以及數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的調(diào)控。在定位過(guò)程中，可以通過(guò)算法計(jì)算出流動(dòng)被測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)以及測(cè)量精度。

3.2 RTK 相關(guān)的作業(yè)流程

RTK 在實(shí)施測(cè)量工作前，必須采集相關(guān)測(cè)試區(qū)域的比例尺寸，完成野外勘察。在勘察過(guò)程中，必須考慮到城市以及大片樹(shù)林的測(cè)量地點(diǎn)，并提前完成準(zhǔn)備工作。為了保證本文數(shù)據(jù)具有可信度，本文將就北京合縱思?jí)压旧a(chǎn)的E650RTK 測(cè)量設(shè)備進(jìn)行分析。在測(cè)量工程中，其需要進(jìn)行六大步驟。

其一，設(shè)定工程項(xiàng)目，成立工程；

其二，在校正界面當(dāng)中，輸入控制點(diǎn)，完成坐標(biāo)以及平面圖標(biāo)的繪制；

其三，將基準(zhǔn)站假設(shè)選在控制點(diǎn)上，完善基準(zhǔn)站的設(shè)置；

其四，設(shè)置流動(dòng)站；

其五，在設(shè)置完畢后，進(jìn)行4 參計(jì)算。如在計(jì)算過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)多余控制點(diǎn)，可以在該點(diǎn)上進(jìn)行二次驗(yàn)證；

其六，完成實(shí)際工作，例如RTK 測(cè)量、RTK 放樣、RTK 繪制等。

在實(shí)施方案當(dāng)中，其必須具備三個(gè)或三個(gè)以上具有連續(xù)性的控制點(diǎn)，選擇合理架構(gòu)進(jìn)行基站建設(shè)。在基站建設(shè)完畢后，架設(shè)流動(dòng)站數(shù)據(jù)連接，以保證其可以根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[7]。由于其自身具備了一定的控制點(diǎn)坐標(biāo)，因此可以省去控制點(diǎn)的聯(lián)合檢測(cè)步驟，可以進(jìn)一步完成測(cè)量放樣等作業(yè)。需要注意的是，在使用RTK 測(cè)量技術(shù)時(shí)，控制點(diǎn)坐標(biāo)必須保持至少三個(gè)以上，才可以完成相關(guān)測(cè)量精度的要求，保障工程數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及可靠性。此外，也可以進(jìn)行高程控制，且出現(xiàn)多余點(diǎn)時(shí)，可以考量周圍是否有大型建筑物影響整體工程的有效開(kāi)展。檢查RTK 自備的電瓶電量是否充足，排除是否因電量不足導(dǎo)致測(cè)量精度出現(xiàn)問(wèn)題的情況，校正基座，減少有可能會(huì)出現(xiàn)的誤差。

4 RTK 測(cè)量技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用

RTK 測(cè)量技術(shù)可以完成工程測(cè)量，因此，在工程建設(shè)中具有廣泛應(yīng)用。對(duì)于界點(diǎn)測(cè)量結(jié)果，可以采用同樣方法。用相關(guān)儀器，對(duì)界址點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)分析，并將測(cè)量結(jié)果作為其界址點(diǎn)的真值進(jìn)行監(jiān)督模擬。例如，在使用RTK 技術(shù)進(jìn)行建設(shè)用地的探測(cè)定位當(dāng)中，通過(guò)RTK 技術(shù)的有效應(yīng)用，可以全面實(shí)現(xiàn)界址點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)時(shí)測(cè)量。運(yùn)用RTK 測(cè)量技術(shù)，可以完好的實(shí)現(xiàn)土地使用期限測(cè)量，還可以運(yùn)用技術(shù)完成用地面積的科學(xué)掌控[8]。

在本文數(shù)據(jù)當(dāng)中，本文將模擬某工程新建項(xiàng)目。其路線起止點(diǎn)樁號(hào)為K0+000；終點(diǎn)樁號(hào)為K5+574.666；該工程路線全長(zhǎng)5.575 公里，且該道路經(jīng)測(cè)量后為二級(jí)道路，設(shè)計(jì)速度為80km/h。在該道路設(shè)計(jì)工程中，必須完成道路選線，以保障其道路的有效應(yīng)用。在以往的道路選線當(dāng)中，其均是通過(guò)大比例尺地形圖完成。通常，縮放比例為1:1000 或1:2000。此外，也需要利用常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)圖，完成控制點(diǎn)建立以及碎部測(cè)量，才可以對(duì)地形圖形成有效的繪制。但經(jīng)過(guò)相關(guān)工序后，工作效率嚴(yán)重降低。因此，本工程擬采用GPS，而且測(cè)量技術(shù)可以保障整體測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)度。RTK 測(cè)量技術(shù)在測(cè)定過(guò)程中，以坐標(biāo)值為真值，可以保證所測(cè)坐標(biāo)的差異與RTK 之間的誤差具有應(yīng)用性，二者點(diǎn)位誤差小于5cm。在測(cè)量過(guò)程中，可以得出以下5 點(diǎn)結(jié)論。

其一，RTK 的測(cè)量結(jié)果與全站儀測(cè)量結(jié)果的差異在厘米級(jí)別，因此，橫向最大誤差以及縱向最大誤差均小于3.1cm，最小為0.3cm；

其二，在全站儀測(cè)量過(guò)程中，點(diǎn)位坐標(biāo)RTK 方向點(diǎn)的誤差均保持在5cm以內(nèi)。RTK 放樣點(diǎn)點(diǎn)位可以對(duì)全站測(cè)量點(diǎn)位誤差公式進(jìn)行計(jì)算；

其三，RTK 進(jìn)行測(cè)試過(guò)程中，其曲線的橫向以及縱向偏差可以滿足相關(guān)工程要求。因此，其不存在誤差累計(jì)，以常規(guī)儀器測(cè)試的精準(zhǔn)度較高為準(zhǔn)；

其四，如誤差具有一定的限制，可以根據(jù)測(cè)量的條件判斷出誤差來(lái)源。對(duì)于放樣點(diǎn)存在的市區(qū)工程誤差、多維信號(hào)干擾誤差等，對(duì)于接近水域的地區(qū)，則多為多路徑誤差；

其五，對(duì)于誤差超限點(diǎn)，可以使用靜態(tài)GPS 測(cè)量后制作相關(guān)模板，標(biāo)記出精確點(diǎn)位。也可以使用經(jīng)緯儀以及電子測(cè)距儀，利用導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，制作出正確的模板，標(biāo)記出正確點(diǎn)位。

因此，可以得知，在道路選線過(guò)程中，必須按照探測(cè)范圍的規(guī)范，本著最大限度減少征地以及拆遷的原則進(jìn)行選線。在利用GPS—RTK 接收機(jī)進(jìn)行流動(dòng)站設(shè)置中，可以沿著道路中線采取一定的間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采取，完成已知點(diǎn)。并將其作為基礎(chǔ)參考，在遇到沿線的重要構(gòu)造物過(guò)程中，必須完成精準(zhǔn)定位，并將相關(guān)數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)內(nèi)。利用繪圖軟件，在電腦進(jìn)行選線，繪圖軟件使用采用AutoCad 軟件。設(shè)計(jì)人員在大比例尺帶狀地圖中完成定位線后，在道路中線地面進(jìn)行標(biāo)記，并得到中樁點(diǎn)坐標(biāo)以及坐標(biāo)文件。而且，在后續(xù)測(cè)量中，可以將文件坐標(biāo)輸入至GPS 電子簿中，系統(tǒng)便會(huì)完成自動(dòng)處理，對(duì)于放樣點(diǎn)的點(diǎn)位進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。在道路中線確定后，利用道路中樁點(diǎn)坐標(biāo)以及繪圖軟件，可以得到道路縱斷面以及中樁所對(duì)應(yīng)的道路橫斷面。因此，其所用數(shù)據(jù)均可以根據(jù)測(cè)量地圖進(jìn)行采集，無(wú)需額外進(jìn)行橫斷面的實(shí)測(cè)，減少外業(yè)工作量。且因?yàn)辄c(diǎn)位的獨(dú)特測(cè)量性，可以產(chǎn)生累積誤差，概率較小，放樣精準(zhǔn)度基本保持一致。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在道路測(cè)量中，RTK 測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)有效對(duì)比。經(jīng)對(duì)比后，可以得知RTK 測(cè)量技術(shù)的測(cè)量成果可以全面滿足探測(cè)規(guī)范的整體要求。此外，也可以對(duì)以往的工作效率、精準(zhǔn)度、工程成本等方面，具備明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。雖然我國(guó)在RTK 技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，整體具有一限定的局限性。但隨著RTK 技術(shù)的有效滲透，我國(guó)RTK 自主產(chǎn)權(quán)正在逐步成熟。移動(dòng)信息技術(shù)在RTK 測(cè)量技術(shù)中的完美融合以及其測(cè)量精度、作業(yè)效率等逐步提升。RTK 測(cè)量技術(shù)可以為工程測(cè)量帶來(lái)極佳的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)工程效益的全面增強(qiáng)，具備極佳的推廣應(yīng)用價(jià)值。