GPSRTK技术在城市测量中的实践和认识

GPSRTK技术在城市测量中的实践和认识

薛国坤

薛国坤（齐齐哈尔矿产勘查开发总院）

摘要：文章结合RTK技术的实践应用来阐述了RTK的含义、系统的组成以及其在测量领域内的应用，并结合实际举例其在城市测量中的应用中应满足的技术要求。

关键词：RTKGPS城市测量质量控制

0引言

目前，随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK（RealTimeKinematic）测量技术也日益成熟，在城市控制测量、工程放样、碎部测量、地籍测量等诸多方面逐步得到应用。RTK测量技术因其精度高、实时性和高效性，使其在城市测量中的应用越来越广泛。

1RTK技术基本原理

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。

2RTK技术的应用

2.1城市控制测量为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着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航测外业测量像控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一，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线路测量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规划监督测量、放样测量建筑物规划放线，放线点既要满足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勘测定界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。

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。

在城市测量中，RTK技术具有常规测量仪器不可比拟的优点，但也有其自身的局限性。

RTK技术的优点可总结为以下五点：①作业效率高，在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完近8km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数；②定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累；③RTK不要求两点间通视，只要求满足两点间“电磁波通视”，因此，和传统测量方法相比，RTK技术降低了作业条件要求；④作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大；⑤操作简便，方便使用，具有可视性，数据处理能力强。

RTK技术自身的局限性主要表现在以下七个方面：①受卫星状况限制；②受天空环境影响；③数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小；④在高程异常现象；⑤精度和稳定性仍存在问题；⑥受GPS接收机上方遮挡物的限制；⑦虽然近几年GPS价格有所下降，但仍然过于昂贵。

3GPSRTK在城市测量中的应用实例分析

下面以大连市某城区地籍测量工程中GPSRTK测量技术的应用为例，阐述该技术的应用情况。测区位于大连市某城区，该城区为工业区和居民生活区，城市建构筑物密集，交通繁忙，无线电信号复杂，街道两旁树木密集。本次需测量的宗地地块遍布整个城区，总测量面积约10km2，分布区域近25km2，权属关系复杂，用地种类较多，宗地数目多，权属界址点数量大，采用常规测量手段施测十分困难，很难在短时间内完成所有宗地的权属界址点测量工作，以满足宗地权属单位对地籍测量工作的要求。采用RTK测量技术作为本测区宗地权属界址点坐标的施测技术手段，在充分调研论证并通过试验检测认证的基础上全面实施，取得了比较好的效果。

4结束语

RTK具有极高的测量精度，其作业模式能进一步提高测量作业效率，降低劳动强度，节省测量费用，使测量变更更加轻松容易。利用RTK技术进行城市控制测量操作灵活、简单，同时减少了大量的观测数据后处理工作，大大提高了工作效率，彻底改变了城市控制测量的作业模式；但在实际工作中应充分认识这一技术的特点及其与传统测量模式的区别，设法提高测量成果的可靠性。

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