RTK用于图根控制测量和工程放样的讨论

泉州市泉港测绘队 连俊生

1 RTK图根控制测量

传统的图根控制测量采用导线（网）方法来施测，不仅费工费时，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。

利用RTK进行控制测量，不受天气、地形、通视等条件的限制，控制测量操作简便、机动性强，工作效率比传统方法提高数倍，大大节省人力，不仅能够达到导线测量的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题。采用RTK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，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。

2 RTK图根控制测量的作业步骤

2.1 收集测区控制成果，含控制点的坐标、等级、中央子午线，坐标系及控制点是属常规控制网还是GPS控制网。

2.2 求定测区转换参数，对于RTK测量，要求实时得出待测点在实用坐标系（1980西安坐标系、1954年北京坐标系或地方独立坐标系等）中的坐标，因此，坐标转换问题就显得尤为重要。实际需要将GPS观测的84坐标转换为国家平面坐标（如北京54坐标）或者工程施工坐标。对于WGS-84到国家平面坐标（如北京54坐标）的转换，我们可以采用高斯投影的方法，这时需要确定 WGS84与国家平面坐标（如北京54坐标）两个大地测量基准之间的转换参数（三参数或七参数），需要定义三维空间直角坐标轴的偏移量和（或）旋转角度，并确定尺度差。但通常情况下，对于一定区域内的工程测量应用，我们往往利用以往的控制点成果求取“区域性”的地方转换参数。

2.3 采用已有的静态数据，直接将控制点的WGS-84坐标和国家平面坐标（如北京54坐标）或者工程施工坐标输入手簿，利用随机软件求解坐标转换参数。

2.4 测区只有足够控制点的地方坐标，相对位置关系精确，但没有WGS-84坐标。在这种情况下，我们可以利用RTK测量方法，以基准站为起算位置（这个起算位置的坐标由GPS接收机观测确定，是一个精度有限的大地坐标，但它不影响RTK观测的相对位置关系），确定各控制点之间相对精确的位置关系，并实时测定 WGS-84大地坐标。该方法具体实施时可能会遇到难处，比如控制点的距离太远，而RTK的作用距离有限。

2.5 当某些地方无合适的控制点坐标来设置基准站，也可以采用基准站任意摆放的方式，即虚拟一个基准站，基准站的WGS-84坐标直接从测量手簿读取，然后流动站再到各个控制点上去采集WGS-84坐标。

2.6 选择基准站及设置，GPS RTK定位的数据处理过程是基准站和流动站之间的单基线处理过程，基准站和流动站的观测数据质量好坏、无线电的信号传播质量好坏对定位结果的影响很大，基准站位置的有利选择非常重要。RTK测量中，流动站随着基准站距离增大，初始化时间增长，精度将会降低，所以流动站与基准站之间距离不能太大，一般不超过10km范围。同时要考虑基准站上空无卫星信号的大面积遮盖和影响RTK数据链通讯的无线电干扰，以及提高基准站无线架设高度。

基准站的设置含建立项目和坐标系统管理、基准站电台频率选择、GPS RTK工作方式选择，基准站坐标输入、基准站工作启动等，以上设置完成后，可以启动GPS RTK基准站，开始测量并通过电台传送数据。

2.7 流动站设置包括建立项目和坐标系统管理、流动站电台频率选择、有关坐标的输入、GPS RTK工作方式选择，流动站工作启动等。以上设置完成后，可以启动GPS RTK流动站，开始测量作业。

2.8 测量前的质量检查，为了保证RTK的实测精度和可靠性，必须进行已知点的检核，避免出现作业盲点。研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%， RTK比静态GPS还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。我们一般采用以下两种方法：（1）已知点检核比较法——用RTK测出已知控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。（2）重测比较法——每次初始化成功后，先重测1～2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果。经过以上已知点的检核后，符合要求后开始作业。

2.9 内业数据处理，数据传输就是在接收机与计算机之间进行数据交换。GPS RTK测量数据处理相对于GPS静态测量简单得多，如用TGO软件处理接收机导入的测量数据（*.dc），直接可以将坐标值以文件的形式输出和打印，得到控制点成果。

与传统的导线测量比较，RTK图根控制测量自动化程度高，实时提供经过检验的成果资料，无需数据后处理。拥有彼此不通视条件下远距离传递三维坐标的优势，并且不像导线测量那样产生误差累积，定位精度高，数据安全可靠。操作简单，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率。可以说，GPS RTK技术非常适合大规模的数字化地形图测量。

3 RTK用于工程放样

对于工程测量来说，工程放样是必不可少的，一个较大的工程建设，含有大量的工程放样工作，放样质量的好坏直接影响到工程建设的质量，能否高质量、高效率地完成放样工作是我们亟待解决的问题，而工程放样中最基本的放样就是点放样。

用RTK进行点位放样同传统放样一样，需要两个以上的控制点，但不同的是，传统方法是通过距离或方向来放样定点，或用全站仪用两点定向后放样定点，而 RTK是用 2～3个控制点进行点校正，就可在无光学通视（电磁波通视）的条件下进行点位的放样，这是传统方法难以实现的。

3.1 测前准备。获取2～3个控制点的坐标（如果没有已知数据，可用静态GPS先进行控制测量），解算或用相关软件求出放样点的坐标，检查仪器是否能正常使用。

3.2 站的架设。将基准站架设在较空旷的地方（附近无高大建筑物或高压电线等），架设完后安装电台，连接好仪器后开启基准站主机，打开电台并设置频率。

3.3 建立新工程。开启移动站主机，待卫星信号稳定并达到5颗以上卫星时，先连接蓝牙，连接成功后设置相关参数：工程名称、椭球系名称、投影参数设置、参数设置（未启用可以不填写），最后确定，工程新建完毕。

3.4 输入放样点。打开坐标库，在此我们可以输入编辑放样点，也可以事先编辑好放样点文件，点击打开放样点文件，软件会提示我们是对坐标库进行覆盖或是追加。

3.5 测量校正。测量校正有两种方法：控制点坐标求校正参数和利用点校正。

3.6 放样点。选择测量点放样，进入放样屏幕，点击打开按钮目，打开坐标管理库，在这里可以打开事先编辑好的放样文件，选择放样点，也可以点击“增加”输入放样点坐标。

放样就是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，过去采用的常规放样方法很多，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位时，往往需要来回移动目标，而且要2～3人配合操作。同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能实现，在生产应用上效率不是很高。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，拿着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RTK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。RTK工程放样与“经纬仪加钢尺”或“全站仪”放样相比，可以说是工程放样领域一次深远的测量革命，具有作业简便、直观、高效等诸多优点。

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