RTK技術(shù)在山區(qū)大比例尺地形圖測繪中的應(yīng)用

項(xiàng)智盛

摘要：隨著生產(chǎn)實(shí)踐要求的不斷提升，數(shù)字化圖需求也越來越高，傳統(tǒng)模擬法測繪進(jìn)行圖已滿足不了現(xiàn)代化測繪需求。尤其伴隨著測繪理論以及測繪設(shè)備的快速發(fā)展，目前數(shù)字化測圖正在逐漸替代傳統(tǒng)模擬法測繪，RTK技術(shù)為數(shù)字畫測圖提供多樣化選擇，這種技術(shù)操作靈活，可以直接在地物點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。本文首先詳細(xì)闡述RTK測量原理以及系統(tǒng)組成，然后介紹在山區(qū)進(jìn)行測繪中RTK技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況，在此基礎(chǔ)上得到一些參考性建議以及有益結(jié)論。

關(guān)鍵詞：RTK技術(shù);大比例尺地形圖;測繪;應(yīng)用

最近幾年傳統(tǒng)經(jīng)緯儀測量方法已經(jīng)被逐漸替代，全站儀數(shù)字化測圖開始逐漸普及，不管在測量速度還是精度方面都有了大幅度提升，可以明顯降低測繪者工作強(qiáng)度。RTK技術(shù)不用專門布設(shè)控制網(wǎng)絡(luò)，僅需要結(jié)合基準(zhǔn)點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)就可以對(duì)地物點(diǎn)詳細(xì)坐標(biāo)以及厘米級(jí)的地形進(jìn)行快速計(jì)算，而且不受外界環(huán)境約束，不用多次搬站，工作程序明顯減少，工作效率也得到全面提升。尤其近幾年隨著GPS系統(tǒng)的越來越完善，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，RTK技術(shù)在工程實(shí)踐過程中發(fā)揮著巨大潛力。本文主要探究RTK技術(shù)在山區(qū)大比例尺地形圖測繪中的應(yīng)用情況，具體如下。

1 RT K概述

1.1 RTK測量原理

RTK測量技術(shù)參考依據(jù)為載波相位觀測量，可以在短時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行快速定位，也是近幾年比較常用的一種載波相位差分測量技術(shù)，屬于GPS測量技術(shù)全新突破，可以在第一時(shí)間獲取坐標(biāo)系里面三維定位相關(guān)數(shù)據(jù)，定位精度達(dá)到厘米級(jí)。RTK技術(shù)測量原理：在基準(zhǔn)站上安裝 GPS接收機(jī)，然后連續(xù)觀測可以看到的所有GPS衛(wèi)星，將觀測到的數(shù)據(jù)直接利用無線電傳輸至流動(dòng)站，流動(dòng)站GPS接收機(jī)接收到信號(hào)后，通過無線電接收設(shè)備接收基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，然后結(jié)合相對(duì)定位原理，對(duì)整周模糊度進(jìn)行計(jì)算，在此基礎(chǔ)上可以獲得用戶站具體精度以及三維坐標(biāo)。該技術(shù)在操作時(shí)只需初始化1～2秒，即可獲得對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)，操作相當(dāng)靈活，速度較快。

1.2RTK系統(tǒng)組成

RTK測量系統(tǒng)主要包括三個(gè)組成部分，除實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量軟件系統(tǒng)以及GPS接收設(shè)備之外，還包括常用的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。GPS接收設(shè)備包含一臺(tái)或兩臺(tái)以上流動(dòng)站GPS接收機(jī)以及基準(zhǔn)站GPS接收機(jī);數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要包括流動(dòng)站接收電臺(tái)以及基準(zhǔn)站發(fā)射電臺(tái)，這也屬于動(dòng)態(tài)測量最重要的設(shè)備;軟件系統(tǒng)可以隨時(shí)對(duì)三維坐標(biāo)功能進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也可以確保所得數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度與可靠性。

2 RT K技術(shù)山區(qū)地形測繪實(shí)踐

2.1測區(qū)及任務(wù)概況

此次測量區(qū)域位于洛陽西部，也是當(dāng)?shù)販y量教學(xué)實(shí)習(xí)基地之一。該基地東西長度為1.7千米，南北長度為1.9千米，包括至少20個(gè)全站儀一級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)，同時(shí)以四等幾何水準(zhǔn)對(duì)所有點(diǎn)進(jìn)行高程測試。測試區(qū)域地形比較復(fù)雜，山區(qū)地勢起伏較大，不過內(nèi)容非常豐富，自然地貌特征明顯，最高以及最低海拔分別為360米與1 65米。在RTK測量開展起來通過全站儀對(duì)該基地內(nèi)業(yè)成圖以及外業(yè)測繪進(jìn)行測量，可以直接使用相關(guān)資料與RTK所得數(shù)據(jù)展開對(duì)比檢驗(yàn)。在該基地內(nèi)選擇一塊面積為500×500平方米的區(qū)域，直接將其當(dāng)做實(shí)驗(yàn)區(qū)，通過RTK技術(shù)對(duì)外頁數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后借助CASS5.1成圖軟件繪制比例大小為1∶1000的地形圖.

2.2設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

此次作業(yè)選擇的 GPS接收機(jī)生產(chǎn)廠家為日本拓普康公司，具體型號(hào)為Legacy-E 雙頻雙星，包括3臺(tái)流動(dòng)站以及1臺(tái)基準(zhǔn)站，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)主要包括：平面：±（10mm+1.6×10-6×D）?高程：±（15mm+1.6×10-6×D）?其中D指的是流動(dòng)站到基準(zhǔn)站兩者之間的距離，初始化時(shí)間不超過15秒，基準(zhǔn)站電臺(tái)功率包括兩種，第一種為8W，另外一種為32W。

2.3RTK測量作業(yè)實(shí)施

本次RTK測量作業(yè)有筆者帶領(lǐng)6名學(xué)生完成，2020年6月24日進(jìn)行靜態(tài)測量?6月27日以及28日進(jìn)行RTK測量。

2.3.1準(zhǔn)備工作

對(duì)測區(qū)控制點(diǎn)有關(guān)資料進(jìn)行收集，然后設(shè)計(jì)RTK 測量以及GPS 靜態(tài)。首先檢驗(yàn)儀器，檢驗(yàn)內(nèi)容為主機(jī)內(nèi)存以及電量，通過Pccdu軟件設(shè)置采樣率以及高度角;然后對(duì)測區(qū)里面4個(gè)全站儀1級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)（19，21，24，25號(hào)點(diǎn)）利用4臺(tái)GPS接收機(jī)展開靜態(tài)測量，測量時(shí)間為40分鐘，已知點(diǎn)選擇19號(hào)點(diǎn)以及24號(hào)點(diǎn)，通過Pinnacle軟件計(jì)算在WGS-84坐標(biāo)系里面經(jīng)度、緯度以及大地高程，然后繼續(xù)計(jì)算21以及25號(hào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平面坐標(biāo)。

2.3.2 RTK作業(yè)人員安排

基準(zhǔn)站工作人員數(shù)量1人，3臺(tái)流動(dòng)站每站安排2人，分別畫草圖以及操控設(shè)備。

2.4數(shù)據(jù)傳輸和內(nèi)業(yè)成圖

外業(yè)數(shù)據(jù)采集完畢后，在計(jì)算機(jī)里面輸入所有流動(dòng)站手簿存儲(chǔ)的碎部點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，也就是先將計(jì)算機(jī)與GPS手簿之間進(jìn)行連接，該過程需要用到TOPCON 配備的專用傳輸線，然后借助ActiveSync3.1同步軟件傳輸數(shù)據(jù)并下載，在指定目錄里面存儲(chǔ)觀測所得的數(shù)據(jù)。值得一提的是，在RTK數(shù)據(jù)采集到時(shí)候主機(jī)里面數(shù)據(jù)格式一般記錄樣式為：點(diǎn)號(hào)，北坐標(biāo)，東坐標(biāo)，高程以及屬性，內(nèi)業(yè)成圖過程中主要使用CASS5.1成圖軟件，其中數(shù)據(jù)讀取格式記錄樣式為：點(diǎn)號(hào)，屬性，東坐標(biāo)以及北坐標(biāo)高程。由此可知，通過Visual Basic語言對(duì)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換程序進(jìn)行編寫，然后及時(shí)將RTK坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能直接通過CASS5.1成圖軟件進(jìn)行讀取的格式，這樣就可以讀取到坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

2.5對(duì)成圖內(nèi)外業(yè)檢驗(yàn)以及完善

首先，將已經(jīng)編輯完畢的測區(qū)地形圖與已經(jīng)繪制好的數(shù)字化圖之間進(jìn)行疊置，然后展開對(duì)比，可以看出兩者之間重合度非常好。然后通過繪圖儀繪制出樣圖，將其送至測區(qū)展開實(shí)地抽查檢驗(yàn)，然后在19號(hào)點(diǎn)專門安裝一臺(tái)全站儀，對(duì)RTK測量得到的地物點(diǎn)高程以及平面坐標(biāo)進(jìn)行，認(rèn)真檢查，與頭上對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)位之間符合度相當(dāng)高。最后檢查地物以及地形圖，查找其中的遺漏之處，然后及時(shí)補(bǔ)充完整，確保所得數(shù)據(jù)的完整性。

3 結(jié)論

通過大量實(shí)踐可以看出，RTK測量技術(shù)測量速度快，而且定位精準(zhǔn)度較高，與普通測量技術(shù)相比，在山區(qū)地形測繪工作中優(yōu)勢更為明顯，特別在使用普通測量儀器以及通視條件差的前提下展開野外作業(yè)時(shí)，作業(yè)效率往往更高，測繪精度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此工作效率相對(duì)更高。近幾年伴隨著RTK測量技術(shù)的日趨成熟，在山區(qū)大比例尺地形圖測繪中應(yīng)用率也越來越高，其自身優(yōu)勢將得到充分體現(xiàn)，可以說這種測量技術(shù)未來發(fā)展?jié)摿薮?，如果條件許可未來可以全面普及應(yīng)用RTK測繪模式。

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