RTK在地形测量中的应用

勘察与测绘　建材发展导向２０１２年５月　

阐述ＧＰＳ　ＲＴＫ在地形测量中的技术应用　

何政　

（贺州市住房和城乡建设委员会）　

摘　要：ＧＰＳ　ＲＴＫ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）技术又称载波相位动态实时差分技术，能够实时地提供测量点在指定坐标中的三维坐标，　并能达到厘米级精度，该技术已广泛应用于地形测量、控制测量、工程测量、航空摄影测量等诸多领域。ＲＴＫ技术的出现使野外作业时实　

时提供测量点的精确三维坐标成为可能，其具备灵活、快速、省时、省力及精度高等优点，能极大地提高工作效率，目前ＧＰＳ实时动态技　

术目前在一定范围内已可代替常规的测量方法，但还无法完全取代常规的作业方式。　

关键词：ＧＰＳ・ＲＴＫ技术：地形测量；方法；应用　

１　ＧＰＳ控制测量实例　

在某测区５ｋｍ２，１：２０００地形测量中在进行碎部测量之前，需进行控　制点的布设和测量。常规的地形图测绘方法通常是首先在测区内布设控　

制网点，这种控制网点，一般是在国家高等级控制网点的基础上加密成　次级控制点，然后依据加密的控制点，布设图根控制点。由于本次数字化　

测图采用了ＧＰＳ　ＲＴＫ定位技术，不在需要布设常规测量控制网，只要通　

过ＧＰＳ静态联测国家点来测设控制点即可。所以我们首先收集到了３个　国家三等三角点，然后在测区的中部有房屋建筑地方选择地势较高的５　

层楼顶，四周通视条件好，有利于卫星信号接收和数据链发射的地方，做　

ＧＰＳ静态控制点，作为测区的首级控制点（基准站架设点），从ＧＰＳ接收　机中输出的坐标是ＧＰＳ的ＷＧＳ一８４椭球大地坐标中的经度，纬度与大地　

高，要得到测图所用高斯平面坐标和正常高，必须进行坐标转换，坐标转　换的主要流程如图１。　

图１坐标转换流程图　２　ＲＴＫ在控制测量中的应用　

ＲＴＫ技术通常由一台基准站接收机和一台或多台流动站接收机以　

及用数据传输的电台组成，在ＲＴＫ作业模式下将一些必要的数据输入　ＧＰＳ控制手簿，如基准站的坐标，高程，坐标系转换参数，水准面拟合参　

・北京测绘・　２０１２年第３期　

ＧＰ６一ＲＴＫ在山区地形测量中的应用　

——以新乡市凤泉山区为例　

韦燕燕　张子平　

（１．河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南焦作４５４００３；　２．国土资源部信息中心，北京１００８１２）　

［摘要］ＧＰＳ－ＲＴＫ技术给测绘业带来了一次革命，它快速、精确的定位方式使得其应用于测绘的各个　领域，本文以河南省新乡市风泉山区１：１０００数字地形图测绘为例对ＧＰ　ＲＴＫ在数字化测图中的应用进行　

具体的介绍。　［关键词］ＧＰＳ－ＲＴＫ；地形测绘；图根控制；碎部测量；　［中国分类号］Ｐ２２８．４　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］　１００７—３０００（２０１２）０３—３　

随着测绘技术的发展ＧＰＳ—ＲＴＫ技术日趋成　

熟。因其快速实时、高精度、高效的特点，已广泛　

应用于测绘行业的各个部门。传统的全站仪测　

量需要频繁搬站，工作繁琐且有误差累计，并且　

要求点与点的通视，造成个别地区运用全站仪进　

行测绘特别困难，尤其是山区地形测量，而ＧＰＳ—　

ＲＴＫ技术不需要频繁搬站，仅需保存完好的一定　

数量的基准点就可以解得厘米级精度的地形、地　

物点坐标，并且不要求点与点的通视，便可完成　

测图工作，大大提高了工作效率，但是ＲＴＫ也存　

在自己的局限性。在作业进行时也有诸多问题　

需要注意。　

本文以河南省新乡市凤泉区进行的１：１０００　

数字地形图测绘为例，介绍了ＧＰＳ—ＲＴＫ的相关　

理论，阐述了ＧＰＳ—ＲＴＫ在地形测绘应用的相关　

问题。　

１　ＧＰＳ－ＲＴＫ的原理与误差　

１．１定位的原理　

基准站实时的将测量的载波相位观测值、伪　

距观测值、基站坐标等用无线电传送给运行中的　

流动站，流动站不仅通过数据链接收来自基准站　

的数据，自身也要采集ＧＰＳ观测数据，并在系统　

内组成差分观测值并快速求解整周模糊弧度　］。　

在观测到４颗以上相同相位的卫星后，实时地求　

解出厘米级的流动站的位置，这比ＧＰＳ静态、快　速静态定位需要事后进行处理来说，其定位效率　

RTK测量技术在工程测量中的应用

摘要：RTK技术具有操作简单，易于掌握，效率高等优点。这也是 RTK被广泛应用于工程测量的原因。RTK测绘技术的使用，不仅能有效地降低工程测绘成本，而且能加快工程的整体进度，因此，测绘单位应充分利用 RTK测绘技术，使其为自身的发展提供更好的服务。为此，文章对 RTK技术在具体项目中的应用进行了探讨，以期对建筑施工有一定的参考价值。

关键词：RTK测量技术；工程测量；应用

引言

近年来，全球导航卫星系统在测绘中得到了越来越多的应用，而

RTK是最有代表意义的一种。RTK是 GNSS接收机的一种动态、实时、高精度的观测技术，其特点是利用载波的相位差来实现对移动台站与移动台站间载波的观测。RTK是一种快速、省力的定位方法，在建筑放样、地形图制图和像控点等工程中应用广泛。

一、RTK技术概述

RTK是从 GPS中衍生出来的一种利用载波相位的实时差动来实现对被测点的实时测量，从而实现了对被测点的精确定位。近年来，

RTK技术发展很快，已逐步被用于工程测量。在 RTK技术的应用中，必须选择一个数据收集的参考点，并将数据通过电磁波传输到各移动站点。通过对所收到的数据进行整理和分类，将相关信息传送到数据处理系统，再通过专用软件对数据进行二次加工。当前，我国所使用的 RTK技术具有厘米量级的测量精度，远远超出了传统的工程测量和固态测量。因此， RTK技术被广泛地运用于地质测量。在应用 RTK技术时，需要保证基准站和相应的接受站之间的数据一致性。

二、RTK测量技术的应用优势

（一）测量效率高

RTK测量技术的工程测量，所有的数据收集和解算工作都可以由机械设备来完成，即使在对工程地形地貌进行测量时，只需要做一个设站就可以获得半径5 km的数据信息。在实际测量中，该方法不需要反复移动仪器，不需要设置测点，具有操作简便、工作效率高、测试结果精确等优点。

（二）测绘时间相对更短

RTK技术在很多项目中得到了广泛的应用，并且能够充分发挥

C　H　I　N　A V　E　N　T　U　R　E C　A　P　I　T　A　L30TECHNOLOGY APPLICATION|科技技术应用最近几年以来，全球定位系统得到了快速的发展，尤其是RTK技术得到了大力推广，促使测绘行业越来越趋向于便捷化，现在实时动态差分技术能够更容易更快速的获得精确的数据信息，但是由于受到传统RTK技术在某些方面的限制，使它无法有效的应用于各个领域。为了弥补传统RTK技术的不足之处，在实际的测量过程中引进了CORS　RTK技术，但是仍然不能有效解决卫星信号受遮挡这一问题。在传统的测量过程中虽然全站仪的应用已经比较成熟了，但还是不能避免自然环境对其产生的影响。基于此，在进行大比例尺地形测绘的过程中，如果能够将RTK技术和全站仪结合起来的使用，可以发挥出较好的效果。一、传统RTK技术和CORS技术1.传统RTK技术的主要内容与其存在的不足之处GPS-RTK系统的主要构成部分包括以下三个，分别是空间、地面控制以及用户等三个部分。这里所说的实时动态RTK测量系统主要是在GPS测量技术的基础上结合使用数据传输技术而共同形成的组合系统，该系统主要是利用基准站进行载波信号的实时观测，在获得相关的测站数据之后，通过电台等形式将这些数据以及信号等传送到流动站，这时流动站会对这些载波信号与其自身获得的载波信号进行相互对比，完成精密差分处理。在处理之前需要输入坐标转换以及投影参数等相关信息，以便于得到相应的三维坐标，该坐标的精度可以达到2cm-3cm之间。传统RTK技术要求本地具有一个基准站，利用数据链将其坐标和观测值传送到流动站，流动站在此基础上结合其自身观测值等信息完成实时的相对定位，以此来计算出流动站瞬时坐标。但是传统RTK技术仍然有一定的局限性，主要表现在:（1）测量范围受到一定的局限：差分技术发挥出其有效作用的一个基本前提就是要求基准站和流动站的卫星信号传播路径能够基本类似，这样就可以尽可能的消除二者的共同误差，但是如果距离超出了50km会大大降低误差相关性，导致差分之后出现较大的残差，降低了定位的精确程度。（2）通信数据链的有效作用距离受到一定的局限：传统RTK技术通常都是利用UHF等电台进行差分信号的播发的，但是电台不具备良好的衍射性，在山区完成作业较为困难，而且山区的海拔相对较高，通常会出现收到卫星信号但是电台信号受到了阻断的情况。（3）基准站的移动频率较快移动次数较多：在进行实际测量的过程中，由于基准站无法得到持续的供电，需要对基准站进行频繁的移动，这就大大降低了生产的效率。2.CORS技术的主要内容与其存在的优势之处CORS技术通过在地面设置若干个基准站，广泛收集并利用这些基准站所获得的观测信息，实时发送RTCM差分进行数值的改正，以此来提高用户观测值的精确程度，尽可能的实现移动用户的精确定位。与此同时，CORS技术通过结合Internet、GPS定位以及无线通讯等多种技术，有效的弥补了传统RTK技术的不足之处，促使测量工作更加快速、更加精确。该系统主要包括参考站、控制中心、用户数据中心以及应用系统等。该系统最终能够实时获得精确程度在2cm的三维坐标。二、GPS-RTK与CORS技术测图作业实施步骤1.采用基准站（GPS-RTK）方式（1）首先在安置基准站的过程中应该选择地势相对较高，探讨GPS-RTK与CORS技术在地形图测量中的应用永州宏达勘测有限公司　吴红桃并且远离各种无线电干扰源的位置；（2）在启动基准站的时候需要利用RTK电子手簿，并开启接收机。（3）利用RTK电子手簿将相关的文件都进行合理设置，然后开启移动站接收机，先对已知点进行测量，获得当地坐标后重新设置进行校核，如果校核无误就可以开始测量操作了。2.采用CORS方式利用CORS不需要再设置基准站，但是要求设置流动站，在实际测量中选择了双频GPS卫星定位接收机。（1）首先进行配置集的设置，要求GPS接收机能够保持流动工作状态。（2）获得流动导航解之后需要启动CORS信息接收机。（3）最后在接收了基站发来的实时差分信息之后就能够开始实际测量了。三、应用实例1.概述某测量区域占地面积大概为0.6ｋm2，地势地貌主要为丘陵，高差较大，农田种植大多都是梯田。根据实际地形情况，沿着该地区的盘山道路，选择合适的位置设置两个E级的GPS控制点，另外还需要设置一共14个GPS点，在这当中有8个为图根点，其余都是埋石图根点，确保控制点的精度。2.控制测量通过使用CORS技术对上述设置好的一级点以及图根点进行控制测量。在测量一级点的过程中需要利用三脚架，在实际观测中，每次应该获得21个历元的实际情况，采样间隔时间应该控制在2s-5s，并对其做平滑处理操作。一共对一级点施测的次数为四次，并且每次平面以及大地高较差都需要控制在4cm以内，取中数作为最终测量结果。为了确保首级控制点具有较高的精确度，需要利用全站仪进行变长的检验核对，要求测距中误差控制在15mm的范围内，在经过环境温度、气压等各个方面的改算之后，对比全站仪实际测量获得的边长和控制点坐标反算边长。由此我们可以得出，CORS RTK测量方式获得点位的精确程度相对较高。3.碎部测量对该测区进行外业查看，考虑到此测区地形起伏较大，从东往西有一条贯穿整个村子的水泥路，水泥公路的一边为坎，另一边为少量的房屋和山，通往山上有一条小路，小路边上有较多房屋。坎下多为梯田，在坎下斜坡种植了较多高大的竹子，且非常密集，造成通视情况不好。鹤林村的图根点都设在水泥路上，从路上的控制点设站，全站仪无法观测到坎下的梯田边界点和高程点。和梯田相邻的另外一端为山，在从水泥路一个岔口有一条小路通往山上，路边有几幢建筑物，用全站仪测量比较困难。为了提高测图的工作效率，在此房屋门前开阔的地方，布设相互通视的图根点，用RTK测出其坐标，可以用全站仪在其上设站，利用已测得控制点坐标，进行碎部测量。全站仪进行碎部测量时，为了保证测图的精度和内业展野外测点时，防止图形的旋转，需要对测站进行定向。利用已知测站和后视点的坐标进行定向。通过检测定向后视点的坐标差来保证碎部点的精度，如果ｘ＞3cm，或ｙ＞3cm则需要检查，防止有误操作，然后进行重新测量定向点。因此，分配一组RTK测量梯田边界点、山谷中的一些特征点的高程和通往山上的小路。同时其他地物用全站仪进行观测，全站仪组需要两个人，摘 要：本文结合某区域实地测量实例，阐述了RTK与CORS技术的区别与优势，重点对GPS-RTK与CORS技术在地形图测量中的应用进行分析。关键词：CORS系统；RTK技术；地形图测量31C　H　I　N　A V　E　N　T　U　R　E C　A　P　I　T　A　L科技技术应用|TECHNOLOGY APPLICATION观测员在测图的时候，同时输入点位的地类代码，另外一人，负责立棱镜，根据此次测区1：1000地形图测量要求，测图最大视距不宜大于160m，无棱镜仪器最大视距不得大于60m。通过协调配合工作，可以加快测量的进度。外业观测完成以后，还需进行野外的调查，调查地块中植物的类别，山谷地貌等，重点调查房屋的结构，很多房屋后面为很高的坎，用全站仪和RTK都无法观测，在定出房屋前面特征点时，房屋背面通过测距仪进行量距。这样配合可以大大提高测图的效率。四、RTK测图注意事项1．由于GPS定位测得的每点大地高H是以WGS84椭球的椭球面为基准面。而我国现在采用的正常高程系统，是以似大地水准面为基准面。两个基准面之间差异就是高程异常。在开始测量前，必须求出WGS-84参考椭球与高程基准面（似大地水准面）之间的异常差值。小面积测图只需使用2-4个点来计算校正就可以了。如果测区面积较大，则需要建立和使用KTD文件，测量前用多点高程进行拟合处理；2．实际作业中，应根据卫星工作情况合理确定测量时间（如利用卫星和通讯信号好的时段抓紧测量障碍物多的测区），确保工作顺利进行；3．RTK坐标数据采样时，其整周模糊度必须是窄带固定解，浮动解时不能采样；4．在外业测量时，如采用CORS站系统，接收机开机后长时间不能登陆CORS网络，可先关机重新连接登陆CORS网络，如一直没有CORS基站信号，要和CORS控制中心联系；5．CORS控制中心要设专用电脑设备，不可兼作它用；6．在地形图测绘中，如遇到茂密高大的树木、农作物时，要采取加长测杆高度的方法，如使用电台通讯还可调整电台信号强度以更好地提高RTK的接收效果。必要时可采取与全站仪常规测量相结合的方式，这样既能保证测量效率，又可以保证测量精度。五、CORS技术配合全站仪的优势与对测量工作效率的提高采用CORS　RTK配合全站仪在地形图测绘中进行控制测量和碎部测量具有非常显著的优势，工作效率有很大提高。1．采用CORS　RTK进行测量，CORS网络覆盖范围大，不受传统RTK作业距离的限制，可以很快的解算出整周模糊度，定出点位三维坐标，实现快速作业。在碎部测量时，地物周围环境无严重遮挡时，只需一人即可作业，加快了作业速度。2．CORS　RTK定位出点位的三维坐标，没有误差的累积，精度较高，作业之前可以用高等级的点进行检核，减少了全站仪对于点位的检核，提高了效率。3．在山区进行地形图测绘，全站仪组与CORS　RTK组进行配合，可分区域进行，与传统的作业方式比较，减少了人力，提高了经济效益。六、结论GPS-RTK测量技术具有巨大优势，CORS技术是在其基础之上的又一次飞跃。相信随着GPS技术不断发展，连续运行参考站系统（CORS）等技术不断完善，诸如网络覆盖范围有限、各部门资源有待整合共享、遇障碍物失锁、信号较弱时出现粗差、存在测量盲区等缺陷会逐渐得到解决。测绘实践中，我们应根据其特点扬长避短以获得更高的工作效率。参考文献：[1]薛红琳，史峻.RTK在几种常见作业环境下的测量精度实验分析[J].北京测绘，2009，(04). [2]万飞.浅谈RTK在城市测量中的应用[J].科协论坛(下半月)， 2007，(11).[3]王艳荣，薛丽芳，高明娟.GPS RTK与全站仪在地形图测绘中的联合应用[J].山东煤炭科技，2010，(06). [4]徐声馨.GPS CORS技术在城市控制测量及地形测量中应用方法研究[J].科技资讯， 2011，(03).[5]杜云芳.城市CORS系统及在基础测绘中应用研究[J].今日科苑，2011，(04).如今，各行各业间都离不开信息的传递。人们每天都在利用各种各样的信息进行交流，而信息交流的多样化趋势也愈加明显。因此，网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度，从而通信系统的建设尤为重要。它能够应用的领域也是非常广泛的，对于无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术等高新技术领域均有涉及。但通信工程的建设过程中存在的问题也应该引起我们的高度重视。一、通信工程建设过程中存在的问题1.施工队伍参差不齐，施工人员素质有待提升由于现在通信工程建设的施工队伍繁杂，大量的队伍也连带出相应的问题。在这些队伍中，有邮电系统的专业施工队，有邮电系统非工程专业单位的第三产业队伍；而有些队伍则是完全跟邮电专业毫不粘边的队伍，甚至一些层层转包的集体或个体队伍。这些队伍除了专业施工队伍外，大部分队伍是由通浅谈通信工程建设的有效途径广西大学通信工程专业　黄永泽信行业的退休、辞职职工等人员组成，工程项目交到这些队伍手上就会出现各式各样的问题。没有严格的管理体系，队伍成员缺乏施工训练和经验，有的队伍甚至不考虑队伍是否具有的施工能力。同时，专业队伍里面也是有问题存在的，由于技术革新、人员变动，施工成员专业技术素质低下等原因，可能导致工程质量不达标。2.管理较乱，工程质量存在的问题我国的通信工程建设监理是在我国通信行业发展所形成的一种微观监督管理活动，在工程建设时，一般由工程建设单位自主承建以及自行管理，或者建设工程规划部门，一般由工程相关人员组成，，由此部门进行统一管理。也由于这样的管理方式，使得工程建设的管理办法不能得到发展和传承，下一次工程建设的时候，又必须重新组织规划，经验和教训不能得到及时总结，以致重复着同样的错误。这样会直接导致施工管理混乱，没能充分发挥监理的监管作用。而质量问题也层出不摘 要：随着我国通信事业的快速发展、通信网络规模容量的扩大、通信方面新技术层出不穷，对管理和工程建设方面都提出更高、更新的要求。针对当前通信工程建设项目实施和工程质量以及安全生产管理三方面突出问题进行讨论，并提出相关建议和有效途径，以供参考。关键词：通信工程；有效途径；管理建议；安全建设