摘要：本文基于筆者多年從事工程測量的相關工作經驗，以沈陽市某鎮(zhèn)工程測量項目為研究背景，分析了RTK技術在城鎮(zhèn)工程測量方面的應用情況，探討了RTK與全站儀聯合數據采集在地形圖測繪方面的優(yōu)越性，并對其精度進行了分析。全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：RTK 測量 精度

中圖分類號：TB22文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2012)03(b)-0000-00

GPS—RTK具有全天候、無需通視、定位精度高、測量時間短等優(yōu)點，全站儀具有快速、高效、準確、輕便的特點。兩者在測量領域都具有廣泛的應用前景。RTK與全站儀聯合數據采集，集合了兩種測量方法的優(yōu)點，減輕了測繪人員的工作強度，提高了效率和測繪精度，尤其在地形復雜的區(qū)域，聯合數據采集更顯示了不可替代的優(yōu)越性。

本文介紹了沈陽市某鎮(zhèn)土地整理項目中采用RTK與全站儀聯合數據采集在地形圖測繪方面的應用情況。

1 RTK與全站儀數據采集基本原理

1.1 GPS-RTK工作原理

GPS—RTK技術即實時載波相位差分技術，是實時處理兩個測點載波相位觀測量的差分方法，它分為兩類：差分法和修正法。差分法是將基準站采集的載波相位發(fā)送給用戶，進行求差解算坐標；修正法是將準站載波相位修正值發(fā)送給用戶，改正用戶接收到的載波相位?；鶞收緦崟r地將測量的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準站坐標等用無線電傳送給運動中的流動站，流動站通過無線電接收基準站發(fā)射的信息，將載波相位觀測值實時進行差分處理，得到基準站和流動站坐標差△X、△Y、△H。坐標差加上基準站坐標得到每個點的WGS-84坐標，通過坐標轉換參數轉換得出流動站每個點的平面坐標X， Y和海拔高H。

基準站和流動站同時接收到5顆或5顆以上衛(wèi)星信號以及基準站發(fā)出的差分信號；基準站和流動站要連續(xù)接收衛(wèi)星信號以及流動站能接基準站發(fā)出的差分信號。即移動站遷站過程中不能關機、不能失鎖，否則RTK須重新初始化；基準站要選在地勢較高，交通方便，周圍無高度角超過10°的障礙物，有利于衛(wèi)星信號的接收和數據鏈發(fā)射的位置；防止數據鏈丟失及多路經效應的影響，基準站和流動站必須設置在周圍無GPS信號反射物(大面積水域、大型建筑物)，無高壓線，電視臺，無線電發(fā)射臺等干擾源；流動站安置于周圍無高度角超過15°的障礙物，有利于衛(wèi)星信號和基準站發(fā)射無線電信號的接收的位置。

1.2全站儀基本原理

全站儀是全站型電子速測儀的簡稱，又被稱為“電子全站儀”，它是一種兼有自動測距、測角、計算和數據自動記錄及傳輸功能的自動化、數字化的三維坐標測量與定位系統(tǒng)。廣泛應用于控制測量、地形測量地籍與房產測量、施工放樣、工業(yè)測量及近海定位等的電子測量儀器。測量時用儀器照準棱鏡，通過望遠鏡成像，然后經過儀器內裝識別器，將信號進行放大和數字化后，即可得到讀數值。

如圖1所示，將全站儀安置于測站點A上，選定三維坐標測量模式后，首先輸入儀器高h，目標高i以及測站的三維坐標值(XA，YA，HA)；然后照準另一已知點B設定方位角；接著再照準目標點P上的反光鏡；按坐標測量鍵，儀器就會按下式利用自身內存的計算程序自動計算并瞬時顯示出目標點P的三維坐標值(XpYp，Hp)。

式中：S為儀器至反射棱鏡的斜距；α為儀器至反射棱鏡的豎直角；θ為儀器至反射棱鏡的方位角。

圖1. 全站儀碎部數據采集示意圖

2 RTK與全站儀聯合數據采集應用實例

2.1測區(qū)概況及作業(yè)目的

本文以RTK與全站儀聯合數據采集在沈陽市某鎮(zhèn)土地整理項目中地形圖測繪上的應用情況為例。

測區(qū)內大多是旱地，農業(yè)種植以糧食作物、大棚蔬菜和果樹為主；村莊周圍有大量村邊林和成片果園，幾個村莊由于是蔬菜種植專業(yè)村，村莊周圍及旱地里90%都是2米余高的溫室大棚，這些都給測量工作帶來諸多不便。本次作業(yè)目的是為該鎮(zhèn)土地整理項目的規(guī)劃設計提供前期的規(guī)劃圖件資料和土地利用現狀的數據資料。

2.2資料及儀器準備

項目開工前，收集到項目區(qū)的1：10000土地利用現狀圖，可以作為野外測量的參考；測區(qū)內及附近的3個GPS C級控制點，為沈陽市勘測院2007年建立，保存完好，精度滿足要求，以該3個C級點為起算點建立首級控制，用GPS-RTK技術布設首級控制網點。

本次地形圖測量采用的儀器有：Topcon GPS接收機，主要用于前期的控制點布設和碎部數據采集；Topcon GTS 3套，主要用于碎部數據采集，同時根據需要從GPS控制點布設較低級別的控制點。作業(yè)前所有儀器均經過專業(yè)部門檢測、校正，性能和精度均符合標稱精度，能夠滿足本次測繪的精度要求，可以使用。

2.3野外測量

2.3.1控制測量

首級控制網采用GPS靜態(tài)定位，布設整個測區(qū)，以便于控制網的加密及數字化測圖。由于測區(qū)范圍較大，我們?yōu)榱四軡M足測量精度及后期工程施工的需要，共在測區(qū)內布設GPS點6個作為首級控制點。

在首級GPS控制網的基礎上，利用RTK進行了圖根點的測繪，并用全站儀進行了部分導線測量，以便進行檢查和碎部點測量。在本次測量中，點位設置除了顧及方便測圖使用和便于RTK操作外，還需滿足RTK測量對外界觀測條件的特殊要求：基準站的設置應盡量避開高壓線、高大建筑物、高密的樹林、大面積水域、遠離強電磁波發(fā)射源等。為了增大基準站無線電發(fā)射的距離，要盡可能把基準站放在地勢較高、開闊的地方；對RTK所測圖根點在全站儀使用時進行檢查，以保證圖根點的精度。

2.3.2碎部測量

該鎮(zhèn)土地整理項目測區(qū)內有大量的果園，村莊邊有大量的村邊林及部分村莊有大量的溫室大棚等因素，造成通視條件較差。同時由于該項目時間緊、任務重，單純用常規(guī)全站儀測量方法來施測工作效率太低，完全采用RTK進行碎部采集雖然效率高，但由于對工作環(huán)境有要求，部分地區(qū)存在信號盲區(qū)，因此在測量時，采用RTK與全站儀聯合測量，取長補短，以確保能高質量、高效率地按時完成該項目。

全站儀與RTK在同一區(qū)域聯合測量，根據實地情況分工進行碎部點的數據采集。利用RTK技術的優(yōu)勢，進行道路、河流、獨立地物及高程點等的測量；全站儀主要利用首級控制點以及RTK加密的圖根點測量影響RTK信號的有大量村邊林的村莊外圍線、RTK信號盲區(qū)地物、地類界等。每天外業(yè)結束，將全站儀及RTK野外采集數據導出至筆記本電腦，統(tǒng)一轉換成*.dat數據格式，在南方cass7.0中展點，根據野外繪制草圖或編碼進行數字化成圖，最后對地形圖進行整飾和精度檢查。

2.4精度分析

為了檢核RTK測量精度，與靜態(tài)GPS測量進行了比對，以首級GPS控制網的平面點位與GPS C級點聯測的高程值為真值進行對比分析。對6個首級GPS控制點進行了RTK測量，最大平面點位中誤差為±0.024m，最小為±0.015;最大高程誤差為0.023，最小為0.015m。表1列出部分點位精度比較結果。

表1.控制點位精度比較

1:500 1:1000 1:2000外業(yè)數字測圖技術規(guī)程（GB/T 14912-2005）中規(guī)定：丘陵、平原地區(qū)地形圖圖上地物點平面位置精度應滿足：

表2.地物點平面位置精度

根據以上數據精度分析，所測圖根控制點可以用來進行全站儀碎部測量，精度完全滿足測圖需要，而且誤差分布均勻，不存在誤差累積問題。

3結語

RTK與全站儀聯合數據采集， 避免了單純的全站儀測量容易受到地形、植被覆蓋等諸多因素的影響和RTK測量中衛(wèi)星接收和外界干擾的問題，互補優(yōu)缺，大大提高了作業(yè)效率。因此，將兩者有機結合，充分發(fā)揮各自優(yōu)點，對加快工程進度，具有很大的實際意義。本文案例將為從事相關工作的工程和技術人員提供有益借鑒。

參考文獻

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[2] 聶上海，段立瓊.GPS-RTK技術在數字化地形圖的應用試驗[J].測繪通報， 2005， (3): 30-31

[3] GB/T14912-20051∶500，1∶1000，1∶2000外業(yè)數字測圖技術規(guī)程