根據(jù)工程實(shí)例論RTK工程測量技術(shù)
關(guān)鍵詞：土地；RTK技術(shù)；測量
1引言
RTK測量技術(shù)是以載波相位觀測為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測量技術(shù)，其基本思想是：在基準(zhǔn)站上設(shè)置1臺GPS接收機(jī)，對所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測，并將觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號的同時(shí)，通過無線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位原理，實(shí)時(shí)地解算整周模糊度未知數(shù)并計(jì)算顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。通過實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測基準(zhǔn)站與用戶站觀測成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功，從而減少冗余觀測量，縮短觀測時(shí)間。
RTK測量系統(tǒng)一般由以下3部分組成：GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準(zhǔn)站的發(fā)射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動態(tài)測量的關(guān)鍵設(shè)備。軟件系統(tǒng)具有能夠?qū)崟r(shí)解算出流動站的三維坐標(biāo)的功能。RTK測量技術(shù)除具有GPS測量的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)具有觀測時(shí)間短，能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)實(shí)時(shí)解算的優(yōu)點(diǎn)，因此可以提高生產(chǎn)效率。實(shí)時(shí)動態(tài)定位如采用快速靜態(tài)測量模式，在15km范圍內(nèi)，其定位精度可達(dá)1～2cm，可用于城市的控制測量。RTK測量系統(tǒng)的開發(fā)成功，為GPS測量工作的可靠性和高效率提供了保障，這對GPS測量技術(shù)的發(fā)展和普及具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2RTK技術(shù)的應(yīng)用
2.1控制測量
為滿足工程建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測繪的需要，工程測量控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，譬如，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級導(dǎo)線點(diǎn)大多位于地面，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，這些點(diǎn)經(jīng)常被破壞，影響了工程測量的進(jìn)度，如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。常規(guī)控制測量如導(dǎo)線測量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻，還需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)則無論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢，GPS靜態(tài)測量，點(diǎn)間不需通視，因此，RTK技術(shù)在水利水電，公路，鐵路等建筑工程等的工程控制測量中同樣發(fā)揮著重要作用。
2.2采用GPSRTK測量技術(shù)施測地形圖
根據(jù)RTK技術(shù)地形測量的特點(diǎn)，以RTK基準(zhǔn)框架網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ)，分別架設(shè)GPS基準(zhǔn)站，使用1+2工作模式，用2套GPSRTK接收機(jī)作為流動站進(jìn)行測量。由于所用GPSRTK系統(tǒng)的發(fā)射電臺只有4W，中途不需更換電池，就可使用1d。流動站在第1次測量時(shí)，在一已知點(diǎn)上作RTK測量，其測量結(jié)果與已知點(diǎn)進(jìn)行比較，從而檢查RTK系統(tǒng)是否工作正常及基準(zhǔn)站坐標(biāo)輸入是否正確，最后將GPS獲得的數(shù)據(jù)處理后直接錄入計(jì)算機(jī)，可及時(shí)精確地獲得地形圖信息。
2.3線路中線定線
RTK測量技術(shù)用于工程線路中線定線測量，如市政道路中線、電力線中線、渠道中線定線或放樣測量。定線測量可直接利用手簿獲取拐點(diǎn)或IP點(diǎn)的坐標(biāo)。而放樣工作一人也可完成，將線路參數(shù)如線路起終點(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，即能按樁號也可按坐標(biāo)放樣，并可以隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動，直到誤差小于設(shè)定的為止。
2.4建筑物規(guī)劃放線
建筑物規(guī)劃放線，放線點(diǎn)既要滿足建筑物設(shè)計(jì)規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求較高。使用RTK進(jìn)行建筑物放樣時(shí)需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系，對于短邊，其相對關(guān)系較難滿足，在放樣的同時(shí)，需要注意的是測量點(diǎn)位的收斂精度，如果點(diǎn)位收斂精度不高的情況下，強(qiáng)制測量可能帶來較大的點(diǎn)位誤差。在點(diǎn)位精度收斂高的情況下，用RTK進(jìn)行規(guī)劃放線一般能滿足要求。
2.5用地測量
在建設(shè)用地勘測定界測量中，RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測定界址點(diǎn)坐標(biāo)，確定土地使用界限范圍，計(jì)算用地面積，在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時(shí)，應(yīng)用RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)測量權(quán)屬界限、土地分類修測，提高了測量速度和精度。
2.6像控點(diǎn)測量
像控點(diǎn)測量是航空攝影測量外業(yè)主要工作之一，傳統(tǒng)的方法要布設(shè)大量的導(dǎo)線來測量部分平高點(diǎn)，內(nèi)業(yè)有時(shí)還要加密。采用RTK技術(shù)測量，只需在測區(qū)內(nèi)或測區(qū)附近的高等級控制點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站，（若測區(qū)內(nèi)或測區(qū)附近無高等級控制點(diǎn)，可先加密），流動站直接測量各像控點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，對不易設(shè)站的像控點(diǎn)，可采用手簿提供的交會法等間接的方法測量。像控點(diǎn)的精度要求對于RTK測量來說是不難達(dá)到的。與傳統(tǒng)作業(yè)相比較，它不需要逐級布設(shè)控制點(diǎn)；與靜態(tài)GPS測量相比，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倍～5倍。
2.7其他方面測量
RTK技術(shù)還可用于地形測量、水域測量、管線測量、房產(chǎn)測量等方面。用RTK測圖，可不用布設(shè)圖根控制，僅依據(jù)少量的基準(zhǔn)點(diǎn)，即可直接測定地形地物點(diǎn)坐標(biāo)，如果用專業(yè)測圖軟件，通過電子手簿記錄即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測圖。在水下地形測量是，RTK能自動導(dǎo)航和按距離或時(shí)間間隔自動采點(diǎn)，只要將天線高量至水面，加水深改正后，即可高精度地實(shí)時(shí)測定水下地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由專業(yè)軟件成圖。
3GPSRTK在土地整理規(guī)劃工程測量中的應(yīng)用實(shí)例分析
以某土地整理規(guī)劃工程測量中GPSRTK測量技術(shù)的應(yīng)用為例，闡述該技術(shù)的應(yīng)用情況。測區(qū)地處北部。該縣充分利用近幾年水毀耕地形成的灘涂和原有未開發(fā)的未利用土地,合理開發(fā)整理成適宜農(nóng)作物生長的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)田,增加耕地面積,發(fā)揮項(xiàng)目區(qū)地理、土壤、氣候及區(qū)位等優(yōu)勢，為改善生態(tài)環(huán)境，提高土地生產(chǎn)力，增加經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。該縣水務(wù)局的委托，設(shè)計(jì)人員土地整理規(guī)劃工程實(shí)施了勘測設(shè)計(jì)，在該工程的勘測中，由于交通不便，樹木密集，土地種類較多，分布區(qū)域狹長，東干渠、西干渠、東岸防護(hù)堤、西岸防護(hù)堤及地形圖等工作量繁雜原因，采用常規(guī)測量手段施測十分困難，很難在短時(shí)間內(nèi)完成測量工作，以滿足業(yè)主單位對測量工作的要求。為此，采用GPSRTK測量技術(shù)作為本測區(qū)的實(shí)測技術(shù)手段，在充分調(diào)研論證并通過試驗(yàn)檢測認(rèn)證的基礎(chǔ)上全面實(shí)施，大大提高了測繪工作的速度和效益，縮短了近一半的工期，取得了比較好的效果。
3.1作業(yè)過程
采用中海達(dá)5800GPS設(shè)備，選取精度高、可靠性好的基本控制網(wǎng)點(diǎn)作為RTK測量的工作基準(zhǔn)點(diǎn)，在試用試驗(yàn)階段，針對所選用的GPS儀器，得出了該城區(qū)流動站在作用距離為4km范圍內(nèi)，能高質(zhì)量、清晰地接收基準(zhǔn)站發(fā)出的數(shù)據(jù)。以此為參考數(shù)據(jù)，選定了分布于該城區(qū)的城市D級GPS三維控制網(wǎng)點(diǎn)4點(diǎn)，組成本次工程測量工作的基準(zhǔn)框架網(wǎng)，并利用4個(gè)控制點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)系和1954年北京坐標(biāo)系成果計(jì)算出用于GPSRTK測量的4個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。
3.2GPSRTK定位精度試驗(yàn)
選取1個(gè)GPSRTK測量基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)，架設(shè)RTK基準(zhǔn)站，流動站在離基準(zhǔn)站4km范圍內(nèi)，有目的地施測了5"級控制點(diǎn)、E級GPS控制點(diǎn)共計(jì)13個(gè)點(diǎn)，并采用靜態(tài)GPS測量技術(shù)測量5"級控制點(diǎn)坐標(biāo)，其測量平差結(jié)果如表1所列。
3.3RTK定位精度評價(jià)
從表1中比較數(shù)據(jù)可以看出，RTK測量結(jié)果與其他測量技術(shù)獲取的測量結(jié)果互差均在厘米級，其中x方向中誤差最大為0.32cm，最小為0.09cm，y方向中誤差最大為0.18cm，最小為0.08cm，中誤差平均為0.21cm�？梢哉J(rèn)為GPSRTK測量結(jié)果的點(diǎn)位精度達(dá)到厘米級，而且各點(diǎn)位之間不存在誤差累積，克服了傳統(tǒng)測量技術(shù)的弊病，能滿足土地整理規(guī)劃工程對控制點(diǎn)的測量精度要求。
4結(jié)語
RTK技術(shù)是GPS測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS測量技術(shù)中的一個(gè)新突破。在進(jìn)行測量時(shí)，主要注意事項(xiàng)是基準(zhǔn)站選擇要在比較中心、位置空曠開闊的至高點(diǎn)上，且周圍無磁場的影響，這樣流動站接收的信號好。并將觀測成果與首級控制成果進(jìn)行整體平差，這樣動態(tài)觀測經(jīng)平差后的精度較高。
