论文部分内容阅读
摘要：随着卫星定位技术的快速发展，人们在城市规划建设中对快速高精度位置信息的需求也日益强烈。本文基于笔者多年从事城市工程测量的相关工作经验，以某城市工程测量任务为工程背景，探讨了基于RTK工程测量与精度分析评价方法。
关键词：RTK；城市；测量；应用
中图分类号：O4-34文献标识码： A
一、RTK技术的测量模式
RTK定位的测量模式有两种，即快速静态定位与动态定位，将两种模式结合在一起并应用于公路工程中可进行公路勘测，并采集相关前端数据，如施工放样。 （1）、快速静态定位模式
GPS接收机在所有流动站上的观测必须保持静止。在观测时，基准站与卫星的同步观测数据可在同一时刻被接收，对一周未知数与三维坐标进行实时计算，若计算结果并无多大变化，且精度与要求相符，那么实时观测便可停止。通常在控制网加密等控制测量中应用，如果所采用的是全站仪测量等一般测量方法，则客观因素对其具有较大影响，对于环境条件较差的地区，实施难度较大，而RTK技术的应用则会使问题变得容易的多。单点定位所需时间仅在5～10 min，而定位时间也会随着技术的发展而减少，而静态测量时间大约在25～50 min，可取代全站仪完成控制点加密工作。
（2）、动态定位
在测量前需进行初始化，即在某个控制点上进行几分钟的静止观测，接着，流动站可按照事先设定的采样间隔进行自动观测，同时，结合基准站的同步观测数据，对采样点位置进行实时确定，定位可精准到厘米。在公路勘测过程中，动态定位模式的应用前景十分广阔，可完成一系列的测量工作，如：地形图测绘、横断面测量以及纵断面地面线测量等。当测量时间为2～4 s，精度便可达到1～3 cm，另外，测量时不要求通视，与一般测量仪器相比，其优势十分明显。
二、ＲTK技术在城市测量中的应用
（1）、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，城市的高等Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线点大多位于地面以上，随着城市建设的飞速发展，这些控制点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，将直接影响工程进度。常规控制测量如导线测量，要求点间相互通视，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）、线路中线定线
ＲTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一般一人即可完成。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(作业手簿)，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。
（3）、用地测量
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。
（4）、放样
放 样指的是 对一个应用分支 进行测量，需采取恰当的方法和相关仪器在实地将事先已设计出来的点位标出，经纬仪交会放样、全站仪的边角放样等传统的放样方法此前也用的不少，通常需要对目标进行不停的移动以实现设计点位的放样，所需操作人员数一般为两三个人，并且放样时对点间通视有一定的要求，应用效率也不是很理想，若在放样过程中遇到问题可能还需采取许多方法以完成放样，而将RTK技术应用于放样中，只需在电子手簿中录入已设计出的点位坐标，通过携带的GPS接收机找到放样点，不仅速度快，而且非常方便，因为GPS放样具有高精度、方便等优点，所以在外业放样中，不仅所需操作人员少，而且效率也有很大幅度的提升。
（5）、建筑物规划放线
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技术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。
三、RTK 测量时需注意的几个问题
（1）、坐标系建立及参数转换
GPS 静态测量，需要在数据进行导出并解算时通过软件进行不同坐标系坐标参数转换。RTK 测量，可以通过实时建立相应测区的坐标系（北京坐标系或地方独立坐标系等），测出相应的结果。因此，坐标系统参数转换十分重要。坐标转换参数的求解：在 RTK 作业时，首先获取测区控制点的W GS-84坐标和地方坐标系统坐标，然后求解坐标转换参数。坐标转换参数所利用的已知控制点的精度以及分布状况，对求解坐标转换参数有着直接的关系。所以，选择高精度的控制点，并应均匀分布在测区周围。在求解坐标转换参数时，采用不同的控制点采用合理的数学模型，经比较后选择残差较小、精度较高的一组参数使用。
（2）、测量要求
1、为了检验坐标参数转换后测区RTK 作业的正确性，必须对测区已知控制点进行校核检查，当校核结果在设计限差范围内时，方可进行RTK 测量。
2、根据规范要求，在观测卫星数大于5 颗，且PD O P < 8时，才能进行RTK 测量。
3、作业中，当测量显示固定解状态，方可进行测量。
4、测量人员的专业水平、经验和责任心对RTK 成果的准确性影响程度很大。测量作业进行时，接收机的对中、整平，天线高的正确量取以及已知点坐标的输入、坐标系统参数的转换、天线高等数据的不经心，都会对RTK 测量结果造成影响。
5、用 RTK 进行控制测量时，应根据相关规范（如《城市测量范围》、《铁路工程卫星定位测量规范》等） 保证了测量精度。
6、为了保证测量成果的准确，移动站天线应固定整平。
7、作业过程中，如出现卫星信号失锁，应重新初始化，并经重合点测量检测合格后，方能继续作业；
8、RTK 平面控制点测量平面坐标转换残差不应大于±2cm；
（3）、成果资料提交
1、RTK测量外业工作告一段落或结束后，应对所有资料进行全面整理、检查，应形成下列资料：RTK原始测量文件；外业观测手簿；线路定线资料：已知控制点资料、线路定线数据、中线理论坐标、RTK 测区坐标轉换参数及残差。成果资料：控制桩表、中桩水平单；测量精度资料：测点放样精度表；质量控制资料：检核点坐标、高程比较表；仪器设备检验资料。
2、RTK 任务完成后，应纸质和电子资料的形式提交下列资料：技术方案设计书；线路定线资料与外业观测数据；成果书（成果资料、精度资料）；外业观测数质量分析及野外检核资料；技术总结报告。
四、结语
综上所述，ＲTK在城市规划实际测量过程中有很多优秀的方面，很大程度上满足了我们对降低作业强度，提高工作效率，缩短设计周期的要求。因此，在进行测量时，主要注意基准站选择要在比较中心、位置空旷开阔的至高点上，且周围无磁场、高压线、大片水域等外界影响，这样流动站接收的信号才会相对较好。
参考文献
[1]令狐义强．GPS－ＲTK技术在城市地籍测量中的应用［J］．测绘与空间地理信息，2011，34(3):108－109．
[2]孙卫芳，王桂前．ＲTK在城市测量中的应用［J］．淮海工学院学报(自然科学版)，2009(12):173－174．
[3]刘锋．GPS－ＲTK在地籍测量中的应用［J］．科技创新导报，2012(2):101－102．
关键词：RTK；城市；测量；应用
中图分类号：O4-34文献标识码： A
一、RTK技术的测量模式
RTK定位的测量模式有两种，即快速静态定位与动态定位，将两种模式结合在一起并应用于公路工程中可进行公路勘测，并采集相关前端数据，如施工放样。 （1）、快速静态定位模式
GPS接收机在所有流动站上的观测必须保持静止。在观测时，基准站与卫星的同步观测数据可在同一时刻被接收，对一周未知数与三维坐标进行实时计算，若计算结果并无多大变化，且精度与要求相符，那么实时观测便可停止。通常在控制网加密等控制测量中应用，如果所采用的是全站仪测量等一般测量方法，则客观因素对其具有较大影响，对于环境条件较差的地区，实施难度较大，而RTK技术的应用则会使问题变得容易的多。单点定位所需时间仅在5～10 min，而定位时间也会随着技术的发展而减少，而静态测量时间大约在25～50 min，可取代全站仪完成控制点加密工作。
（2）、动态定位
在测量前需进行初始化，即在某个控制点上进行几分钟的静止观测，接着，流动站可按照事先设定的采样间隔进行自动观测，同时，结合基准站的同步观测数据，对采样点位置进行实时确定，定位可精准到厘米。在公路勘测过程中，动态定位模式的应用前景十分广阔，可完成一系列的测量工作，如：地形图测绘、横断面测量以及纵断面地面线测量等。当测量时间为2～4 s，精度便可达到1～3 cm，另外，测量时不要求通视，与一般测量仪器相比，其优势十分明显。
二、ＲTK技术在城市测量中的应用
（1）、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，城市的高等Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线点大多位于地面以上，随着城市建设的飞速发展，这些控制点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，将直接影响工程进度。常规控制测量如导线测量，要求点间相互通视，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）、线路中线定线
ＲTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一般一人即可完成。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(作业手簿)，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。
（3）、用地测量
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。
（4）、放样
放 样指的是 对一个应用分支 进行测量，需采取恰当的方法和相关仪器在实地将事先已设计出来的点位标出，经纬仪交会放样、全站仪的边角放样等传统的放样方法此前也用的不少，通常需要对目标进行不停的移动以实现设计点位的放样，所需操作人员数一般为两三个人，并且放样时对点间通视有一定的要求，应用效率也不是很理想，若在放样过程中遇到问题可能还需采取许多方法以完成放样，而将RTK技术应用于放样中，只需在电子手簿中录入已设计出的点位坐标，通过携带的GPS接收机找到放样点，不仅速度快，而且非常方便，因为GPS放样具有高精度、方便等优点，所以在外业放样中，不仅所需操作人员少，而且效率也有很大幅度的提升。
（5）、建筑物规划放线
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技术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。
三、RTK 测量时需注意的几个问题
（1）、坐标系建立及参数转换
GPS 静态测量，需要在数据进行导出并解算时通过软件进行不同坐标系坐标参数转换。RTK 测量，可以通过实时建立相应测区的坐标系（北京坐标系或地方独立坐标系等），测出相应的结果。因此，坐标系统参数转换十分重要。坐标转换参数的求解：在 RTK 作业时，首先获取测区控制点的W GS-84坐标和地方坐标系统坐标，然后求解坐标转换参数。坐标转换参数所利用的已知控制点的精度以及分布状况，对求解坐标转换参数有着直接的关系。所以，选择高精度的控制点，并应均匀分布在测区周围。在求解坐标转换参数时，采用不同的控制点采用合理的数学模型，经比较后选择残差较小、精度较高的一组参数使用。
（2）、测量要求
1、为了检验坐标参数转换后测区RTK 作业的正确性，必须对测区已知控制点进行校核检查，当校核结果在设计限差范围内时，方可进行RTK 测量。
2、根据规范要求，在观测卫星数大于5 颗，且PD O P < 8时，才能进行RTK 测量。
3、作业中，当测量显示固定解状态，方可进行测量。
4、测量人员的专业水平、经验和责任心对RTK 成果的准确性影响程度很大。测量作业进行时，接收机的对中、整平，天线高的正确量取以及已知点坐标的输入、坐标系统参数的转换、天线高等数据的不经心，都会对RTK 测量结果造成影响。
5、用 RTK 进行控制测量时，应根据相关规范（如《城市测量范围》、《铁路工程卫星定位测量规范》等） 保证了测量精度。
6、为了保证测量成果的准确，移动站天线应固定整平。
7、作业过程中，如出现卫星信号失锁，应重新初始化，并经重合点测量检测合格后，方能继续作业；
8、RTK 平面控制点测量平面坐标转换残差不应大于±2cm；
（3）、成果资料提交
1、RTK测量外业工作告一段落或结束后，应对所有资料进行全面整理、检查，应形成下列资料：RTK原始测量文件；外业观测手簿；线路定线资料：已知控制点资料、线路定线数据、中线理论坐标、RTK 测区坐标轉换参数及残差。成果资料：控制桩表、中桩水平单；测量精度资料：测点放样精度表；质量控制资料：检核点坐标、高程比较表；仪器设备检验资料。
2、RTK 任务完成后，应纸质和电子资料的形式提交下列资料：技术方案设计书；线路定线资料与外业观测数据；成果书（成果资料、精度资料）；外业观测数质量分析及野外检核资料；技术总结报告。
四、结语
综上所述，ＲTK在城市规划实际测量过程中有很多优秀的方面，很大程度上满足了我们对降低作业强度，提高工作效率，缩短设计周期的要求。因此，在进行测量时，主要注意基准站选择要在比较中心、位置空旷开阔的至高点上，且周围无磁场、高压线、大片水域等外界影响，这样流动站接收的信号才会相对较好。
参考文献
[1]令狐义强．GPS－ＲTK技术在城市地籍测量中的应用［J］．测绘与空间地理信息，2011，34(3):108－109．
[2]孙卫芳，王桂前．ＲTK在城市测量中的应用［J］．淮海工学院学报(自然科学版)，2009(12):173－174．
[3]刘锋．GPS－ＲTK在地籍测量中的应用［J］．科技创新导报，2012(2):101－102．