于佳憶

摘要：本文對(duì)應(yīng)用RTK技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了大致比較，體現(xiàn)了RTK技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)RTK技術(shù)給傳統(tǒng)地形測(cè)量、地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量帶來(lái)的便利進(jìn)行了闡述，并對(duì)RTK技術(shù)的現(xiàn)存問(wèn)題進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：GPS；控制測(cè)量；放樣；RTK技術(shù)；RTK的應(yīng)用

一、概述

GPS全球定位系統(tǒng)新技術(shù)的出現(xiàn)，是測(cè)繪工作的一次革新，給測(cè)繪工作帶來(lái)了極大的方便。并且可以高精度并快速地測(cè)定各級(jí)控制點(diǎn)的坐標(biāo)。常規(guī)的GPS測(cè)量方法，如靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。而GPS RTK的成果甚至可以在不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，在通視條件良好的狀況下.就可以高精度并快速地測(cè)定地形點(diǎn)，地物點(diǎn)，甚至（不包括建筑物內(nèi)）的界址點(diǎn)測(cè)量工作，利用測(cè)圖軟件在野外一次性電子成圖并繪成各類所需的不同比例尺的地形圖。然后通過(guò)計(jì)算機(jī)和繪圖儀、打印機(jī)輸出為各種比例尺的圖件。極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率，因而廣受人們的青睞。

二、 RTK技術(shù)概況

RTK又稱為載波相位差分技術(shù)。能夠?qū)崟r(shí)提供測(cè)點(diǎn)在指定坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)成果，在測(cè)程20km以內(nèi)可達(dá)厘米級(jí)精度。高精度的GPS測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。

三、 RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

RTK定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測(cè)量模式，兩種定位模式相結(jié)合，在工程測(cè)量中的應(yīng)用可以覆蓋控制測(cè)量、碎部測(cè)量、施工放樣、變形監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域。

（一）控制測(cè)量

控制測(cè)量是工程建設(shè)、管理和維護(hù)的基礎(chǔ)，控制網(wǎng)的網(wǎng)型和精度要求與工程項(xiàng)目的性質(zhì)、規(guī)模密切相關(guān)。城市控制網(wǎng)具有面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，城市工、II .III級(jí)導(dǎo)線大多位于地面，隨著城市建設(shè)的吃速發(fā)展，這些點(diǎn)常被破壞，影響了工程測(cè)量的進(jìn)度。一般的工程控制網(wǎng)覆蓋面積小、點(diǎn)位密度大、精度要求高。用常規(guī)控制測(cè)量如：導(dǎo)線測(cè)量、邊角網(wǎng)、且多數(shù)需要分段施測(cè)，以避免積累過(guò)大的誤差，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精密度不均勻。

如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。采用RTK技術(shù)測(cè)量，可以保證達(dá)到毫米級(jí)精度。與傳統(tǒng)作業(yè)相比較，山于點(diǎn)與點(diǎn)之間不需要通視，可以鋪設(shè)很長(zhǎng)的GPS點(diǎn)構(gòu)成的三角鎖，對(duì)于建立工程勘探、施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)等具有顯著的優(yōu)勢(shì)。還可以保持長(zhǎng)距離線路坐標(biāo)控制一致性，同時(shí)還具有點(diǎn)位選擇限制少、作業(yè)時(shí)間短、成果精度高、工程費(fèi)用低等有點(diǎn)，對(duì)于建立工程勘探、施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)等具有顯著的優(yōu)勢(shì)。與靜態(tài)GPS測(cè)量相比，能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，不需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，也不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)業(yè)精度不符合要求返工的情況，縮短了作業(yè)時(shí)間，因而大大提高了作業(yè)效率，功效至少提高3-5倍。

（二）碎部測(cè)量與放樣

RTK技術(shù)還可應(yīng)用于測(cè)繪地形圖、地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量的界址點(diǎn)測(cè)量、平面位置的施工放樣等。

采用RTK技術(shù)進(jìn)行放樣，只需將參數(shù)如放樣起點(diǎn)終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器，即可放樣。放樣方法靈活，可以按樁號(hào)也可以按坐標(biāo)放樣，并能隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指針偏移量額偏移方位，便于前后左右移動(dòng)，由于每個(gè)點(diǎn)位的測(cè)量都是獨(dú)立的完成的，不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。不像常規(guī)放樣那樣，需要后視方向、用解析法標(biāo)定，因而簡(jiǎn)捷易行。

（三）變形監(jiān)測(cè)

變形監(jiān)測(cè)主要是監(jiān)測(cè)大型建筑物、構(gòu)建物的地基沉降、位移以及整體的傾斜狀況。變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)具有毫米級(jí)的精度，比一般工程控制網(wǎng)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。監(jiān)測(cè)工作的特點(diǎn)是被監(jiān)測(cè)體的幾何尺寸巨大，監(jiān)測(cè)環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測(cè)技術(shù)要求高。實(shí)踐表明，如果用較長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間，分幾個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)，并采用強(qiáng)制對(duì)中，觀測(cè)時(shí)無(wú)線指北等措施，長(zhǎng)度不超過(guò)4km的基線向量可達(dá)到2-3mm的精度。

四、RTK的應(yīng)用實(shí)例分析

下面以公路測(cè)量中RTK測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用為例闡述該技術(shù)的優(yōu)越性。

（一）公路選線時(shí)大比例尺地形圖測(cè)繪

用傳統(tǒng)方法測(cè)繪大比例尺地形圖，先就要建立控制點(diǎn)，然后進(jìn)行碎部測(cè)量。測(cè)量時(shí)，點(diǎn)間要求通視，而且為避免誤差積累過(guò)大，要分段施測(cè)，工作量大，速度慢，時(shí)間長(zhǎng)。用RTK測(cè)量技術(shù)，只需在沿線每個(gè)碎部點(diǎn)上停留一兩分鐘，即可獲得每點(diǎn)的坐標(biāo)、高程，精度可以達(dá)到1-3cm，且整個(gè)測(cè)量過(guò)程不需通視，有這常規(guī)測(cè)量?jī)x器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。在室內(nèi)只需將采集到的碎部點(diǎn)的特征編碼及屬性信息輸入計(jì)算機(jī)，即可山繪圖軟件成圖，大大降低了測(cè)圖難度，省時(shí)、省力。

（二）公路中線測(cè)設(shè)

公路選線確定后，需要將公路中線在地面上標(biāo)定出來(lái)。用傳統(tǒng)方法測(cè)設(shè)時(shí)，至少需要2-3人。采用RTK測(cè)量技術(shù)，放樣工作一人就可完成。放樣前將線路參數(shù)如：起點(diǎn)終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器，放樣時(shí)根據(jù)屏幕上箭頭指針的偏移量和偏移方位，前后左右移動(dòng)，就可定出放樣的點(diǎn)位。而且每個(gè)點(diǎn)位的測(cè)量都是獨(dú)立的完成的，不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，各點(diǎn)放樣精度趨于一致。

（三）公路縱、橫斷面放樣

公路中線確定后，利用中線樁坐標(biāo)，通過(guò)繪圖軟件，即可給出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面。放樣時(shí)，只需把要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手薄，隨時(shí)可到現(xiàn)場(chǎng)放樣。與傳統(tǒng)方法相比，在精度、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。

五、影響RTK技術(shù)應(yīng)用的因素

RTK技術(shù)在工程中的應(yīng)用，大大提高了測(cè)量的效率，但也存在不足之處，主要有：

（一）觀測(cè)時(shí)，要求測(cè)站上空必須開(kāi)闊，周圍無(wú)磁場(chǎng)的影響，確保接收GPS衛(wèi)星信號(hào)不受干擾，否則將影響到數(shù)據(jù)處理和傳輸。

（二）在城市高樓密集區(qū)和山區(qū)及其他衛(wèi)星信號(hào)接收條件不好的地方。需通過(guò)常規(guī)方法補(bǔ)測(cè)。

（三）高程測(cè)量時(shí)，應(yīng)用RTK技術(shù)不能直接得到地面點(diǎn)的正常高程，需要進(jìn)行高程換算。

（四）不容易達(dá)到變形監(jiān)測(cè)的精度要求而且組織復(fù)雜。

六、RTK技術(shù)應(yīng)用的前景展望

事實(shí)證明，應(yīng)用RTK技術(shù)，在縮短工期、降低成本和勘察設(shè)計(jì)的靈活性方面，較常規(guī)技術(shù)有很大的優(yōu)越性。因此，隨著科技的發(fā)展，RTK技術(shù)的日益完善，它在工程測(cè)量中將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。