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摘要：随着GPS技术的快速发展，RTK测量技术也逐渐成熟，RTK技术在测绘中得到了广泛的应用。RTK测量技术因其精度高、实时性和高效性,使得其在城市工程测量中的应用越来越广。本文简单介绍RTK的含义、工作原理及其城市工程测量中的应用。
关键词：GPS ； RTK技术 ； 城市工程测量
Abstract: with the rapid development of GPS technology, RTK technology has gradually matured, RTK technology has been widely used in surveying and mapping. RTK measurement technology because of its high accuracy, real-time and efficiency, making more and application in city engineering survey in the wider. This paper introduces application of the meaning of RTK, the working principle and the city in engineering measurement.
Keywords: GPS; RTK; City Engineering Survey
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
引言：RTK（Real - time kinematic）实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。
1.RTK技术基本原理
RTK测量技术即实时动态测量技术,是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术,是GPS测量技术发展里程中的一个标志,他由3部分组成:基准站接收机、数据链、流动站接收机。
RTK工作原理是:在已知高等级点上(基准站)安置1台GPS接收机,对所有可见卫星进行连续地观测,并将其观测数据和测站信息,通过无线电传输设备,实时地发送给流动站,流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线接收设备,接受基准站传输的
数据,然后根据相对定位的原理,实时解算出流动站的三维坐标及其精度。
2 RTK在城市工程测量中的应用
2.1像控点测量
像控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一,传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点,内业再空三加密。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。
2.2建筑物规划放线
实施建筑物规划放线时，首先要使放线点满足城市规划条件的要求，同时又要满足建筑物本身的几何关系，这种防线法对放样精度的要求较高。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话，强制测量则有可能会带来较大的点位误差。在对城市建筑物点位精度收敛要求较高的情况下，用RTK进行规划放线一般能满足要求。
2.3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。我们曾在几个用地测量中采用RTK技术,均取得了较好的效益。
2.4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。
2.5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級导线大多位于地面,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。
2.6其他方面测量
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。
RTK在控制测量与施工放样中的运用极其广泛，相较于传统的测量仪器，它有具有省时省工且精度高等测量特点，但其在城市测量中也有一些不足，例如：卫星信号的问题，在城市高楼密集区、或其他卫星接收不好的地方,有无法初始化的情况,或得不出固定解；数据传送问题，能否连续地、可靠地接收基准站播发的信号,是RTK能否成功的关键。在城市地区,由于高楼大厦的阻挡或其它无线电电波的干扰,流动站经常接收不到基准站发射的信息,使得RTK工作无法进行；距离问题，由于电台功率的原因,限制了流动站和基准站的距离。另外,RTK测量的精度随着基准站与流动站的距离的增长,精度会逐步降低。
目前,许多城市正在或准备建立城市GPS综合服务网,直接为城市测量、交通、公安及气象等领域服务。利用GPS综合网基准站连续发布的高精度GPS信息,使得城市GPS用户能够快速实时、准确地确定其空间地理信息,届时,RTK将会更方便、更精确、更灵活、更可靠。这将大大改变传统的测量作业方式。
参考文献
[1] 徐绍铨等.《GPS测量原理及应用》.武汉测绘科技大学出版社,1998
[2]严小平. GPS RTK 在城镇地籍测量中的应用分析[J].城市勘测.2003,3,44~47.
[3]邬晓光,黄北新,丁锐.GPS RTK技术在城市测量中的应用[J].城市勘测.2004,1,46~48.
[4]江金霞，江丽钧.GPS - RTK在小城市测量中的应用[J].华东地质学院学报.2003，4（6），394~396.
关键词：GPS ； RTK技术 ； 城市工程测量
Abstract: with the rapid development of GPS technology, RTK technology has gradually matured, RTK technology has been widely used in surveying and mapping. RTK measurement technology because of its high accuracy, real-time and efficiency, making more and application in city engineering survey in the wider. This paper introduces application of the meaning of RTK, the working principle and the city in engineering measurement.
Keywords: GPS; RTK; City Engineering Survey
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
引言：RTK（Real - time kinematic）实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。
1.RTK技术基本原理
RTK测量技术即实时动态测量技术,是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术,是GPS测量技术发展里程中的一个标志,他由3部分组成:基准站接收机、数据链、流动站接收机。
RTK工作原理是:在已知高等级点上(基准站)安置1台GPS接收机,对所有可见卫星进行连续地观测,并将其观测数据和测站信息,通过无线电传输设备,实时地发送给流动站,流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线接收设备,接受基准站传输的
数据,然后根据相对定位的原理,实时解算出流动站的三维坐标及其精度。
2 RTK在城市工程测量中的应用
2.1像控点测量
像控点测量是航空摄影测量外业主要工作之一,传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点,内业再空三加密。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。
2.2建筑物规划放线
实施建筑物规划放线时，首先要使放线点满足城市规划条件的要求，同时又要满足建筑物本身的几何关系，这种防线法对放样精度的要求较高。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话，强制测量则有可能会带来较大的点位误差。在对城市建筑物点位精度收敛要求较高的情况下，用RTK进行规划放线一般能满足要求。
2.3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。我们曾在几个用地测量中采用RTK技术,均取得了较好的效益。
2.4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。
2.5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級导线大多位于地面,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。
2.6其他方面测量
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。
RTK在控制测量与施工放样中的运用极其广泛，相较于传统的测量仪器，它有具有省时省工且精度高等测量特点，但其在城市测量中也有一些不足，例如：卫星信号的问题，在城市高楼密集区、或其他卫星接收不好的地方,有无法初始化的情况,或得不出固定解；数据传送问题，能否连续地、可靠地接收基准站播发的信号,是RTK能否成功的关键。在城市地区,由于高楼大厦的阻挡或其它无线电电波的干扰,流动站经常接收不到基准站发射的信息,使得RTK工作无法进行；距离问题，由于电台功率的原因,限制了流动站和基准站的距离。另外,RTK测量的精度随着基准站与流动站的距离的增长,精度会逐步降低。
目前,许多城市正在或准备建立城市GPS综合服务网,直接为城市测量、交通、公安及气象等领域服务。利用GPS综合网基准站连续发布的高精度GPS信息,使得城市GPS用户能够快速实时、准确地确定其空间地理信息,届时,RTK将会更方便、更精确、更灵活、更可靠。这将大大改变传统的测量作业方式。
参考文献
[1] 徐绍铨等.《GPS测量原理及应用》.武汉测绘科技大学出版社,1998
[2]严小平. GPS RTK 在城镇地籍测量中的应用分析[J].城市勘测.2003,3,44~47.
[3]邬晓光,黄北新,丁锐.GPS RTK技术在城市测量中的应用[J].城市勘测.2004,1,46~48.
[4]江金霞，江丽钧.GPS - RTK在小城市测量中的应用[J].华东地质学院学报.2003，4（6），394~396.