RTK定点测量

第一次外业测量终于随着十一的到来而结束，此次外业测量是利用RTK对电信的管线设施进行定点测量。什么是RTK啊？好象没有听过，作为GIS专业的学生确实为自己的‘无知’感到惭愧，其实在《GIS测量原理与应用》中就有相关原理的详细介绍。下面我就把收集的一些资料和结合这次定点测量的体会总结一下：

什么是RTK？RTK（Real - time kinematic）定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。

实时动态差分GPS 系统主要包括3 个部分：①基准站；②流动站；③数据链。基准站接收机设在具有已知坐标的参考点位上，连续接收（至少4颗）GPS 卫星信号，并将测站点坐标、载波相位观测值、伪距观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态等通过数据链发出去，流动站接收机在跟踪GPS 卫星信号的同时接收来自基准站的数据，通过差分处理解求载波相位整周模糊度，得到基准站和流动站之间的坐标差值ΔX、ΔY、ΔZ。坐标差加上基准站坐标就可以得到流动站点的WGS84 坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个站点的平面坐标x、y 和海拔高h。RTK 技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK 定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，所以一般都是通过民用无线电台来实现，特殊的也可以通过无线通讯网络传递或者有线网络进行传递。

RTK的应用：

1.        各种控制测量

传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，还要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。如果把RTK用于公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量、则不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。

 

2.        地型地籍测图

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，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地形地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测，现在采用RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上一二秒种，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仅需一人操作，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，如普通测图、铁路线路带状地形图的测设，公路管线地形图的测设，配合测深仪可以用于测水库地形图，航海海洋测图等等。

 

3.        放样

工程放样是测量的一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，一般要放样出一个设计点的点位时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样，如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。

 

结合这次定点测量，可大致了解RTK技术的技术特点：（测量中使用的仪器是南方公司的S82）

1.        精度高，作业方便。RTK 作业不受通视条件限制，无需做控制，基准站设置好，进行点检核后，即可开测，如用虚拟基站则更简便。

2.        速度快，效率高，节约人力。RTK 作业每组一般1 ～2 人，测记法1 人操作1 人画图，编码法1 人即可。每站测图采点仅需3 s左右，1 d 可采集500 个点数据，工作效率大大提高。

3.        基准站的设置及作业半径对RTK 的测量精度和作业速度有直接影响。基准站应尽量架设在地势较高的地方，而且要远离强电磁干扰源和大面积的信号反射物，流动站距基准站不能超过15 km，因为在15 km内RTK 数据处理的载波相位的整周模糊度能够得到固定解，这样定位精度才能达到厘米级，根据实际情况作业时将流动站和基准站的距离控制在6 km之内。

虽然它有这么多的优点，但也有它自身的局限性：

1.        卫星的限制，因为要有四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，所以在有大面积的信号反射物的地方是无法定位的，如高层建筑附近，茂密的森林等；强电磁源也会干扰信号，如高压输电线附近，变电站等，在云层较厚的时候也有影响。

2.        精度有待提高，要想达到高精度的固定解状态要同时接受6~7颗以上的卫星信号，虽然有时可以达到固定解状态但PDOP也比较大，这时就要根据具体的项目来确定数据能不能采集。