RTK在地形测量中实际应用

浅析RTK在地形测量中的实际应用
摘要：结合工程对测区平面控制及高程控制与rtk作业之间的关系进行了分析。

笔者通过工作实践，简单介绍rtk工作原理及其在测量实际工作的作业方法和地形注意的问题。

以期在地形测量中已得到广泛地应用。

关键词：rtk 地形测量应用
地形测量首先离不开控制测量。

在城市和区域地形测量中，gps 实际上已成为建立平面控制网的一种标准手段。

随着差分gps定位技术(dgps)的发展与应用，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。

在许多地形测量项目中，电子测距导线早已成为一种最基本的控制测量方法。

特别是当使用全站仪时，可以将低等级的图根控制与细部地形测量同步进行，从而提高总体作业效率。

高程控制测量过去一直沿用几何水准测量的方法，这种方法耗时费力，效率很低。

过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到采用
rtk时，仅需1人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上l一2 s，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，这样用rtk仅需1人操作，不要求点间通视，大大提高了工作效率，采用rtk配合电子手簿可以测设各种地形图。

1、 rtk测量的特点
在gps静态测量中，不同坐标系的转换是在数据后处理进行的。

而对于rtk测量，要求实时得到测量点的平面坐标和正常高，需要预先建立wgs一84坐标系与地方平面坐标系和高程系统的转换关系。

对于平面坐标转换关系的建，可以通过联测测区及周边的国家三角点，求取三参数或七参数。

对于高程系统的转换关系，由于大地水准面的差异，各点高程异常不同，需要联测一定数量的水准点，选用适当的函数拟合方法进行测量区域的大地水准面拟合。

为获得可靠的高程值，一一般要联测三个以上水准点，而且分布均匀。

获取优良的平面坐标及正常高转换关系是进行地形测量的重要环节。

而实现这个环节的重要一步是gps平面和高程控制测量。

2、 rtk技术在测量中的应用
2．1 图根控制测量
大家知道，常规控制测量如三角测量、导线测量等，均要求测站之间相互通视，不但费工费时，而且精度不均匀，外业测量中不可能知道测量成果的精度 gps静态、快速静态定位测量虽然无需测站之间通视，但要经过事后处理，才能得到测量成果及相应的精度，一旦发现精度不合乎要求，只有进行返工。

用rtk技术进行图根控制测量，既可以实时知道定位结果，又可知道定位精度，可大大提高作业效率。

《城市测量规范》(cjj8—99，以下简称《规范》)规定：图根点的精度，相对于邻近的等级控制点的点位中误差，不应大于图上0．1mm，高程中误差不应大于测图基本等高距的1／10。

就1：500
地形图而言，图根点的点位中误差限差为5cm，高程中误差限差也为5cm。

从rtk精度分析可以看出，在15km测程范围内rtk的测量精度是可以满足这一要求的。

也就是说，rtk的测量精度对于一般图根控制测量的精度是完全满足的。

2．2 定位精度和可靠性检查
在系统设置及初始化完成进行测量之前，要进行必要的测量检核，以便确保基站设置正确，测量数据可靠。

常用的检核方法有几个方面：1)用已知点检核比较，即用rtk测量一些控制点的坐标，把它与已知坐标进行比较检核，发现问题及时采取措施改正。

经过实践表明，这种方法比较可靠。

2)重测比较，设置完成后先测几个固定点坐标，如果测区已有rtk点，即重测已有rtk点坐标进行比较；如果没有，可重新设置仪器，重测刚才测过的rtk点进行比较，同时可用全站仪测量各测点问的距离和高差，用距离反算和高差较差来检核成果的精度。

2．3 碎部点测量
对碎部点的测量，手持安置流动站天线的对中杆在碎部点上即可。

rtk在空旷的地方采集速度较快，一般几秒钟内可达到固定解，完成1个点的采集工作。

用rtk直接测量地形特征点，由于rtk采集的数据转入数字成图软件后，所有的测量点均为高程点，所以采集时要一边画草图，按碎部点序号记录。

到内业时，先把观测数据文件转换成成图系统需要的数据格式文件，然后，在数字成图系统中依据展绘的点位，用相应的线型或符号绘制地形图。

对地物点的采集，根据数字成图系统的特点，在一定范围内最好按地物分类测量。

比如测一条水渠，先按顺序把它测完整后再测另一种地物，这样便于画草图、记顺序号，内业编辑也更方便。

对于一些圆形地物，如电信杆等，可沿线路走向，把rtk天线分别紧贴电杆前后，采集两点坐标或量取偏心距，内业时把两点连线再取中点或利用偏心距改正即可得到电杆的实际位置。

用rtk直接测量地物及地形点，在开阔地有很大的优势；但在另外一些地方也有它的局限性：对建筑物无法直接测量屋角坐标，在地形起伏高差较大的山区或树木较密的林区，gps卫星信号被阻挡机会较多，rtk数据链传输也受到极大的干扰，这样要等较长的时间才能达到固定解，严重影响作业精度和速度。

对这些地区，一般用rtk在稍开阔的地方测一些点作为图根点，再用全站仪采集碎部点坐标，这样可以提高成图速度。

3 、rtk作业中应注意的问题
①作为基准站的控制点必须与两个以上其它控制点联测，以避免因控制点粗差而影响到碎部点测量；②流动站宜采用三脚架或带支架的对中杆，特别是在布设图根点时。

这样流动站天线稳定性好，对中整平误差小，有利于提高测量精度；③开始观测的第一个测点应该是控制点或已知坐标点，以检测第一个rtk测量结果是否精确。

实践证明：开始rtk测量的第一个成果校核很重要，如果忽略了这一步，很可能造成一整天的测量成果作废。

事实上，用rtk进行野外数据采集，大可不必遵循“从整体到局
部，先控制后碎部”的原则，图根控制测量与碎部测量完全可以同步进行，只有在gps卫星受遮挡的地段(如高楼密集区、高森林区等)，在适当位置用rtk施测成对的图根点，以便使用常规方法(如全站仪配合电子手簿)采集碎部点。

因这种方法图根控制测量与碎部测量同时进行。

另外，这种方法不受图幅的限制，作业小组的任务可按河流、道路等自然分界线划分，便于进行碎部测量，也减少了图幅接边的问题。

4、结语
应用rtk技术，可以高精度且快速地布设图根点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速地进行碎部点采集，既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度，大大提高了地形测量的作业效率。

实例证明，rtk 的测图精度完全可以满足《规范》的要求，如果能够将rtk测量数据处理灵活方便的特点很好地运用，在某些特殊情况下还可以再加快工作进度。

建议有条件的单位推广使用。

参考文献：
1、武汉大学测量学编写组．测量学[m]．北京：测绘出版社．2003
2、李征航．空间定位技术及应用[m]．武汉：武汉大学出版社，2oo3．28—73．
3、王毅明．gps rtk测量技术的应用与体会[j]．现代测绘，2003(26)。