摘要：本文通过甘 肃 宁 正 矿 区 地 形 航 测 工 程1：2 000地 形 图 项 目，以S86-T型号的RTK为例。阐述了GPS-RTK在地形测量的原理，并详细的介绍了RTK在测量中的优点及其技术不足和解决办法。 RTK技术在地形图图根测量、碎部测量中的操作方法和步骤及注意事项。并对影响RTK技术精度的因素进行分析。并详细的介绍了RTK在测量中的优点及其技术不足和解决办法。

关键词：RTK；航测；地形图；精度

如果说全站仪的使用使传统的测量方法实现了质的飞跃，那么GPS技术的应用则给测绘业带来了一场革命。目前，无论在工程控制网或测图控制网中，一般都将GPS作为首选手段。随着载波相位动态实时差分RTK(real-time-kinematics)技术的日趋成熟， GPS已在工程施工放样、全野外数字化测图方面得到越来越多的使用。

地形测量离不开控制测量，在区域地形测量中，GPS已成为建立首级平面控制网的首选方法。随着GPS技术的不断完善，不仅是高等级的首级网和加密网，甚至图根点和航空摄影测量像控点的测定也广泛采用了GPS，从而大大降低了测量人员外业工作的强度并提高了测量工作效率。

传统的地形测量首先要依测区面积在测区布首级控制网，依需要加密图根控制点，然后在图根点上架设全站仪采集数据，每组最少需要三人。如果采用RTK测图则仅需一人携仪器在要测的地物、地貌特征点上1～2s，并同时输入特征编码，将一个区域所采集的数据导入计算机，再采用专业绘图软件，进行编绘，就可以输入所需的地形图。这样不仅节约了人力，同时克服了传统测量中必须要求通视的缺点，特别在起伏比较大的山地中使用该技术时，可极大地提高工作效率^[1]。

RTK技术在地形图测量中的坐标转换

在用RTK 进行地形图测量时，可能在测区会遇到各种坐标系统，诸如独立坐标系统、地方坐标系统、北京54坐标系统等等，不同坐标系统，它的定义也不同。根据它的投影不同来定义RTK 技术的测量方法，投影有多种，因此RTK 采用的方法也多种。

(1)一步法投影测量

在公路带状图测量、矿区测量或城市测量时等等，常遇到一些地方坐标系统或者独立坐标系统，而不知道地方坐标系统或独立坐标系统的参考椭球与地图投影类型及参数，这就要采用RTK一步法地形图测量，也就是采用一步法投影。一步法就是将点位与高程分开进行转换，不用在椭球上进行投影和改正。在平面点位转换中，首先将WGS84地心坐标用横轴墨卡托投影换算成平面直角坐标。然后与实际地方坐标资料综合计算两者之间的转换关系。高程转换则采用简单的一维高程拟合。经典三维法投影测量

在地形图测量时，大多数地方坐标系统的参考椭球和地图投影参数是知道的，如北京54坐标系的中央子午线经度和椭球长短半径，还有西安80坐标系等，这就要采取RTK经典三维测量，这种方法在GPS 测量中应用最多。

经典三维测量法也称7参数法，它要通过7个参数DX、DY、DZ、WX、WY、WZ、m来配置参数，转换坐标系建立新的模型。转换中从以下几个方面来考虑：

⑴地方局部坐标系的原点相对于WGS84系统的原点(地心)的偏差(DX、DY、DZ)，称为地方局部坐标系对于WGS84 地心坐标系统的三个平移参数。

⑵地方局部坐标系与WGS84坐标系的三个坐标轴不平行，需要分别旋转一个微小的角度才能达到平行的要求，所产生了三个所谓定向参数(WX、WY、WZ)。

⑶由于两个椭球的大小彼此不一样，存在一个地方坐标系相对与WGS84 地心坐标系统的尺度比m。只要地方平面坐标和高程精度足够高，公共点分布合理、相容、均匀，不管区域的大小都适用，因此在采用RTK测量时，经常使用这种方法。

七参数的应用范围较大（一般大于50平方公里），计算时用户需要知道三个已知点的地方坐标和WGS-84坐标。七参数的应用范围有限，一般只能在标准坐标转换才有用。四参数的应用范围相对于七参数来说较小于25平方公里。但是其应用更方便灵活，适用于各种坐标系的转换，要结合高程拟和的算法。

(2)WGS-84测量法

在RTK测量地形图时，首先要把参数配置好，建立新的坐标系统，然后才测量地形图。可是，有时测区内的GPS控制点或导线点不是我们布置和观测的，这就要求我们花费较长的时间拿点之记或大比例地形图去找点来配好参数，参数有可能每天都要配，就耽误测量作业时间，效率不高。可以用RTK直接在WGS84测量来弥补，在WGS84 椭球下进行的RTK地形图测量，称为WGS-84测量法。

RTK技术地形测绘中的实践

S86-TRTK在实时动态测量时，精度达到厘米级，后处理基线精度可达到3～5mm + 1ppm ×D(km) ，地形图根据测图规范要求：图根点对于最近三角点的平面位置中误差不得大于图上0.1mm，如1∶500算成实地碎部点点位误差位5.0cm。RTK测点的点位误差不大于2.0cm，完全满足精度要求。碎部点测量时，对于临近图根点的平面位置中误差不应大于图上0.6mm ，同样满足精度要求。

(1)测区及任务概况

宁正矿区位于甘肃省庆阳市所辖宁县，以子午岭为界，地形属黄土高原沟壑区。地势自东北向西南倾斜，海拔860米至1360米之间，平均海拔1100米，地形复杂，地貌梁、峁、沟交错，河、川、塬相间，地形极其破碎 ，所以在全站仪不容易施测的地方使用GPS-RTK进行测量，并对部分成果进行全站仪测量成果的比对。成图比例尺为1：2000，地形图基本等高距：平地、丘陵地1m，山地2m。在首级控制网D级点作业，不需坐标转换，点位坐标检测不少于2个点，增加基站的高度，缩小作业范围（一般控制在5Km之内）从而提高成果可靠性、稳定性。

1.1技术依据

1.1.1测量的前期准备

作业技术依据有：

(1)《全球定位系统(GPS)测量规范》(CH2001O92)

(2)《大比例尺地形机助制图规范》(GB14912O94)

(3)《工程测量规范》(GB50026O93)

基准站1人，3台流动站每站2人， 1人操作仪器， 1人画草图。基准站上的工作基准站应选在视野开阔、便于上点、远离大功率无线电发射源及高压电线的地方。为了增加电台的辐射半径，基准站应选在较高的位置， 作业中选择X号点作为基准站。在基准站上安置好仪器、开机， 然后用手簿进行基准站设置，设定截止高度角为10°，采样率为1s，调整好基准站电台频段，并输入X点的大地坐标^[6]。

1.1.2流动站上的工作

流动站按要求连好线，用手簿进行流动站的设置工作。首先新建一个工作项目，将流动站电台频段和基准站设置相同，设置好截止高度角和采样率(同基准站) 后，输入X，X1， X2， X3号点大地坐标和平面坐标，求解出4个坐标转换参数： 2 个坐标平移a和b， 1个旋转参数θ ， 1个尺度比参数m。

1.2利用RTK进行碎部点采集

1.2.1初始化和检核

在一个已知GPS 点上设置基准站，利用其它至少2个已知点作为参考站(为了使转换参数比较准确，通常用3-4个点作参考站)，求定转换参数后，流动站即可进行采集数据。本次野外采用四台套南方GPS接收机，为保证RTK采集的数据正确，初始化后的流动站要在已知点上进行检核。同时还要在一些待测点上进行检核。三台流动站同测一待测点的坐标不超过±10cm，说明RTK初始化正确，认为仪器可正常工作。否则，重新初始化。

1.2.2采集碎部点

初始化工作完成后，即可根据地形测图规程要求，开始采集碎部点。为保证RTK测量点的精度，每隔一个小时左右，流动站要到已知点上进行检核，或三台流动站同测一点进行互检，坐标之差不得超过±10 cm。

结束语

可见利用GPS-RTK在地形测量中工作，可以看到其对测量工作不仅省时、省力，提高了工作效率，减轻了劳动强度，还可以完成一些传统测量作业无法完成的任务。尤其是在通视条件差、常规测量仪器完成难度较大的区域进行野外作业时，能够使测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳融合。随着RTK技术的应用，通过对精度控制的不断加强，必将应用于更多的、不同的测量工作中。随着RTK技术的发展和改进,我们有理由相信未来在大比例尺地形测图方面，RTK 的应用领域越来越广泛。

通过比较：RTK测量成果与全站仪成果获取的测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为2.7cm，最小为0.1cm ，平均为1.4cm。RTK测量高程与水准高程点进行了复测校核，两者比较最大的为0.042m，最小的为0.16m。由此可见完全满足1：2000地形图测绘的要求。随着RTK测量技术愈加成熟，该技术在地形测绘中会日益显现出巨大的应用潜力，在条件允许的情况下，应大力提倡RTK 测绘模式。

参考文献

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[2]徐绍锉，张华海，杨志强，等.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998.

[3]刘峰，廖方兴.GPS-RTK在地形测图中的应用[J].新疆有色金属,2009(3)：16.

[4]宗刚军.GPS-RTK技术在数字化地形测量中的应用[J].煤炭资源,2009（9）：40-41.

[5]吴学峰. GPS-RTK技术在全野外数字化地形测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息，2006