RTK测量技术的发展与应用

　　科学技术进步的同时推动了城市工程测量技术的进步，RTK技术现在被广泛地应用到城市测量中来。本文笔对RTK技术的含义进行概述的同时对RTK技术的在城市建设中的应用进行了探讨。

　　《计算机测量与控制》(月刊)创刊于1993年，由中国计算机自动测量与控制技术协会主办。报道内容：1计算机技术、自动测试技术和自动控制技术的研究成果及发展方向的综述与评论;2先进的总线技术、故障诊断技术、系统集成技术以及控制理论在工业领域和军事中的应用;3边缘扫描测试技术、遥测遥控技术和自动测试系统的设计与开发;4动态数据采集与信号处理系统;现场总线与接口技术;机电一体化技术;5嵌入式系统软件、软件测试以及工控组态软件的开发与应用;6集散/分布控制系统，自控/监控系统的开发与应用;7计算机网络与通信、楼宇自动化技术的开发与应用;8先进的测控部件及传感器技术在工业自动测试和控制中的应用;9基于总线技术的智能仪器仪表的设计与开发。

　　GPS(全球定位系统)实时动态相对定位RTK技术(Real Time Kinematic)，现已广泛应用于中小型城市工程测量、土地测量和航空摄影测量等领域，由于其能实时提供待定点的坐标，较静态定位方式给测量带来了很大的便利。实现RTK作业的关键在于基准站能够把其差分数据信号实时地、准确地传送给所有的移动站。现在通行的手段是利用无线电台来传输，少数还使用GSM手机通信，但这两种手段都存在一些缺陷，电台高频信号近乎直线传播，绕射能力差，即使基准站架设于高处，仍然存在许多死角;功率有限，传输距离短，特别在城区遮挡干扰严重时，只能传输两公里左右，因而不能大范围的共用基准站;需要电台、电瓶、发射天线等，设备繁琐沉重、易损坏，给作业带来很多不便。GSM手机传输信号设备简单，但费用高、速度慢，一般不能一对多，实际应用存在障碍。

　　1、RTK 技术概述

　　实时动态(RTK)测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术的结合，是GPS测量技术中的一个新突破。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，其基本思想是： 在基准站上设置1台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。RTK测量系统一般由以下三部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。

　　软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。

　　RTK测量技术除具有GPS测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。

　　实时动态定位如采用快速静态测量模式，在15km范围内，其定位精度可达1～2cm，可用于中小型城市的控制测量。

　　RTK测量系统的开发成功，为GPS测量工作的可靠性和高效率提供了保障，这对GPS测量技术的发展和普及，具有重要的现实意义。

　　2、RTK 技术的应用

　　2.1控制测量

　　为满足中小型城市建成区和规划区测绘的需要，中小型城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，中小型城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着中小型城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS静态测量，点间不需通视且精度高，但需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。

　　2. 2像控点测量

　　像控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一，传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点，内业再空三加密。采用RTK技术测量，只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站，(若测区内或测区附近无高等级控制点，可先加密)，流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程，对不易设站的像控点，可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。像控点的精度要求对于RTK测量来说是不难达到的。与传统作业相比较，它不需要逐级布设控制点;与静态GPS测量相比，缩短了作业时间，因而大大提高了作业效率，功效至少提高3～5倍。

　　2. 3线路中线定线

　　RTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定的为止。

　　2. 4建筑物规划放线

　　建筑物规划放线，放线点既要满足中小型城市规划条件的要求，又要满足建筑物本身的几何关系，放样精度要求较高。使用RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系，对于短边，其相对关系较难满足。在放样的同时，需要注意的是测量点位的收敛精度，如果点位收敛精度不高的情况下，强制测量则有可能带来较大的点位误差。在点位精度收敛高的情况下，用RTK进行规划放线一般能满足要求。

　　2. 5用地测量

　　在建设用地勘测定界测量中，RTK技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类及权属调查时，应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测，提高了测量速度和精度。

　　2. 6其他方面测量

　　RTK技术还可用于地形测量、水域测量、管线测量、房产测量等方面。用RTK测图，可不用布设图根控制，仅依据少量的基准点，即可直接测定地形地物点坐标，如果用专业测图软件，通过电子手簿记录即可实现数字化测图。在水下地形测量是，RTK能自动导航和按距离或时间间隔自动采点，只要将天线高量至水面，加水深改正后，即可高精度的实时测定水下地形点的三维坐标，由专业软件成图。

　　3、总结

　　RTK在控制测量以及施工放样中有着广泛的运用，比传统的测量仪器的测量，它有着省时省工且精度高等特点，但其在碎部测量中的应用还是有一定的限制。在进行测量时，主要注意事项是基准站选择要在比较中心、位置空旷开阔的至高点上，且周围无磁场的影响，这样流动站接收的信号好。并把观测成果与首级控制成果进行整体平差，这样动态观测经平差后的精度就较高。随着RTK技术的日趋成熟，必将更好地服务于城市测量。

　　参考文献：

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　　[2]沈学标.工程测绘专业发展的探究LJJ.现代测绘，1996(4)：37～38.

　　[3]卢小卫.对GPS测量技术在城市建设中应用的探讨『J].城市建设理论研究 2011，22.