RTK技术在大比例尺地形图控制测量中的应用

摘 要：随着社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，各个城市、乡镇等对大比例尺地形图的需求日益增加，这就要求测绘科学技术能够很好的运用到大比例尺地形图中，按照准确、逼真、清晰的原则，保证成图的质量。本文就介绍了全球定位系统实时动态测量（RTK）技术在大比例尺地形图控制测量中的应用，因其精度高、实时性和高效性，使其在大比例尺地形图测绘中的应用越来越广。

关键词：全球定位系统实时动态测量（RTK） 大比例尺地形图

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0034-02

各项工程建设在规划设计之前，都要进行勘测工作，对设计有关的自然现象进行调查了解，而这一阶段的测量工作主要是地形图测绘。传统的大比例尺测图是利用测量仪器对地球表面局部区内的各种地物、地貌特征点的空间位置进行测定，以一定的比例尺并按图式符合将其绘制在图纸上，即通常所称的白纸测图，这种测图方法的实质是图解法测图。在测图过程中，数字的精度由于刺点、绘图、

图纸伸缩变形等因素的影响会大大降低，而且工序多、劳动强度大、质量管理难。随着科学技术的进步和计算机技术的迅速发展及其向各个领域的渗透，以及电子全站仪、RTK技术技术等先进测量仪器和技术的广泛应用，大比例尺地形图测量向自动化和数字化方向发展，以其特有的高精度显著优势而具有广阔的发展前景。随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK（real time kinematic）测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在大比例尺地形图控制测量中的应用。

1 RTK技术在大比例尺地形图控制测量中的应用

1.1 RTK定位概念

RTK技术是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术，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。基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，在流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（△X，△Y，△Z）；基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点WGS-84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x，y和海拔高h。RTK数据处理时基准站和流动站之间的单基线处理过程，采用基准站和流动站的载波相位观测值的差分组合载波相位，将动态的流动站未知坐标作为随机的未知参数，载波相位的整周模糊度作为非随机的未知参数解算。

1.2 RTK定位系统的组成

RTK定位系统一般由以下三部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。

1.3 RTK测量基本原理

RTK测量过程一般包括：基准站选择和设置、流动站设置、中继站的设立等。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。基准站把接收到的所有卫星信息（包括伪距和载波相位观测值）和基准站的一些信息都通过无线电通讯系统传递到流动站，流动站在接收卫星数据的同时也接受基准站传递的卫星数据。在流动站完成初始化后，把接收到的基准站信息传递到控制器内并将基准站的载波观测信号与本身接受到的载波观测信号进行差分处理，即可实时求得未知点的坐标。RTK测量原理（如图1）。

1.4 RTK技术在大比例尺地形图控制测量中的应用

常规控制测量如三角测量、导线测量等，要求点位间通视，费工费时，而且精度不高，随着城市建设的迅速发展，这些控制点常被破坏，影响了工程测量的进度。GPS静态、快速静态相对定位测量无需点位间通视能够高精度地进行各种控制测量，但是需要进行数据后处理，不能实时定位并知道定位精度，内业处理不符合精度要求，必须进行重新测量。而用RTK技术控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度，可以大大提高作业效率。RTK技术能够实时地提供测站点厘米级的三维定位结果，因此，除了高精度的控制测量采用GPS静态相对定位技术之外，RTK技术即可用于大比例尺地形图控制测量中。

采用RTK技术进行控制测量时，首先要设置点校正，点校正至少应当有4个控制点的三维已知地方坐标（平面x，y和高程h），所选控制点能覆盖整个测区，求解出坐标转换七参数。基准站架设完毕后，仅需一人手持流动站操作，便可完成测区的控制测量。

1.5 RTK技术在大比例尺地形图控制测量中的精度分析

测区共布设了25个E级GPS控制点，并联测四等水准，组成测区的基准框架网。采用RTK技术对控制点进行精度分析。精度统计表见（表1）。

从（表1）比较数据可以看出：RTK技术测量均在厘米级，其中控制点平面最大为E16（△X=21 mm，△Y=-18 mm），高程最大为E10（△H=25 mm）。各点位之间不存在误差累积，克服了传统测量技术的不足，完全能满足大比例尺地形图根控制测量精度要求。影响RTK测量误差分为：（1）RTK定位的误差，一般分为同仪器和干扰有关的误差、同距离有关的误差。同仪器和干扰有关的误差包括天线相位中心变化、多路径误差、信号干扰和气象因素；同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。（2）RTK测量采用求差分法降低了载波相位测量改正后的残余误差及接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响。

2 结语

通过上面的比较分析可以得出结论：RTK技术为大比例尺地形图控制测量提供了便捷的方法，极大的提高作业效率、缩短作业周期，其精度和稳定性都可以满足作业的要求。随着测绘技术的发展，RTK技术的日益成熟，其精度的稳定性可靠性将会不断的应用到不同的行业。

参考文献

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