RTK与全站仪配合在工程测量中的应用

杨志军（湖南省地质矿产勘查开发局四〇二队，湖南 长沙410000）

RTK与全站仪配合在工程测量中的应用

杨志军（湖南省地质矿产勘查开发局四〇二队，湖南 长沙410000）

根据工程测量的特点，分析了RTK测量技术及全站仪各自的作业特点，说明了在工程测量中，两者的配合使用不仅满足了工程的精度要求，而且可以取长补短，提高作业效率，具有广阔的发展前景。

RTK；全站仪；测量

前言

在城市建设中，工程测量是一大必要措施，与工程设计、施工以及竣工验收均息息相关，可提供相关的数据支撑，以确保工程质量。当前，如何保证工程测量数据的精确性是一大关键问题。

近些年，GPS技术发展迅速，载波相位差分技术（Real Time Kinematic，简称RTK）逐渐成熟，在各种测量工程中得到了广泛应用。通过RTK与全站仪的配合应用，可达到取长补短的目的，实现测量效率的提高。由近些年笔者测量工作实践证明，RTK与全站仪的配合应用模式实用性高，值得推广。

1 RTK测量技术概述

1.1 RTK基本工作原理

RTK实时定位技术，指的是以载波相位观测值为依据的实时差分GPS测量技术，其主要组成部分包括基准站接收机（1台）、流动站（1台或多台）、数据传输电台。RTK基本工作原理如下：在已知点安置接收机作为基准站，对卫星开展连续观测，使用无线电传输设备将观测数据与测站信息实时发动至流动站，流动站GPS接收机可同时接收基准站数据与GPS卫星信号，根据相对定位原理，实时解算获得流动站三维坐标与误差（即：将基准站与流动站的坐标差，加上基准坐标，获得每个点WGS－84坐标，通过坐标转换参数获得流动站每个点平面坐标与高程）。

1.2 RTK测量技术特点

1.2.1 作业效率高

满足观测条件情况下，高质量RTK设站一次、只需要一人操作就能够测完5km半径测区的任务，与传统测量方法相比，无论是控制点数量、测量仪器设转站次数均显着减少，只需要几秒就能够获得测点坐标数据，有效提高了作业效率，实时性更强，数据无需后续处理。

1.2.2 定位精度高，无误差积累

通过RTK技术对数据进行采集时，相邻点点位误差互相独立，无积累、无传播，有效避免人为的误差，同时每个点误差均是随机的，故而不会如同传统测量方法那样出现误差积累。一定作业半径范围（通常是5km）内，RTK平面精度与高程精度均可达厘米级，能够开展一般等级的控制测量、工程测量、施工放样、GIS数据采集与更新、大比例尺测图等。

1.2.3 作业条件要求低

RTK技术需满足“电磁波通视”，不需要两点间得到光学通视的要求。故而与传统的测量方法相比较，RTK技术在通视条件、能见度、季节、气候等方面所受影响较小，能够达到全天候工作。

1.2.4 作业自动化、集成化的程度较高，操作简便，测绘功能强

RTK流动站使用的是内装式的软件控制系统，因此不需要人工干预，即可自动实现多种的测绘功能，工作人员仅仅需要再设站时简单设置，就能够边走边得到测量结果，或是开展坐标放样，能够同时在所有的待测点上进行数据采集。

2 RTK与全站仪配合测量优越性

RTK技术具有高效、灵活、高精度的特点，但是实际使用中叶可发现其存在一定的局限性，例如：稳定性不如全站仪，其主要是因为RTK极易被卫星状况、天气状况以及数据链传输状况所影响。RTK技术应用于城市测量中的局限性尤为明显，在部分情况下，因为电磁波干扰、多路径效应、高大建筑物与树木限制接收机卫星观测视野，以致于无法进行测量，因此RTK技术尚且无法将全站仪完全取代。全站仪实际测量中，则容易出现控制点被破坏、不通视等问题，导致测量工作中断。

基于此，采用RTK与全站仪配合测量能妥善解决上述问题，若是测区卫星信号好、视野开阔，可使用RTK测量技术；若是RTK受限，则可用RTK于附近开阔地带进行控制点布设，通过全站仪开展测量作业。

3 RTK与全站仪配合测量模式的具体应用

3.1 控制测量

控制测量可以为工程建设、管理、维护提供科学的数据支撑，也可以保证期他测量工作质量。通过RTK技术的应用，能有效提高控制测量速度，实时了解定位精度。在实际工程馆中，将基准站设置好后，若是流动站上卫星信号接收好并在固定解情况下，仅需要十几秒，即可得到毫米级平面定位与厘米级高程定位精度。为了有效控制测量质量，用RTK设置控制点时，需3点一组，以用作全站仪的设站、定向以及校核使用。卫星信号的接收盲区，需在外围可采集到RTK固定解位置设置控制点，然后使用全站仪开展盲区的控制测量与其他测量。

3．2大比例尺地形图测绘

使用传统方法进行大比例尺地形图的测绘时，需要先建立控制点，然后开展碎部测量。测量过程中，两点必须通视，为防止误差过度积累，需分级布网，因此工作量较大，效率低，耗费的时间较长。若是直接使用RTK进行测图，则无需布设各级控制点，只要将基准站安置好，采集已知点坐标求取转换参数后，即可在流动站上开展碎部测量，测量中无需通视，测量作业效率大幅提升。RTK接收信号盲区，可通过全站仪测量。

3．3放样测量

设计人员在地形图上完成定线或是定点工作后，测量人员需通过仪器进行实地测量标定，这就是放样。RTK放样时，完成基准站的架设工作后，仅仅需要一人即可完成流动站操作：①将线路起点、终点坐标、曲线转角、半径等参数输入至手簿，系统即可自动计算，显示出流动站和实际点位差值。②按照仪器手簿显示数据，即可定出线路任一点位，内业整理时，还可获得点位高程数据，大大减少中平测量工作。③放样时，可按桩号、也可按坐标进行放样，方法灵活，可以随时互换。

3．4测区内的其他测量工作

确定线路后，仅需要将设计文件有关数据输入RTK接收机，架设基准点，即可利用RTK技术进行线路加点与测区其他测量工作。

4 RTK与全站仪配合测量模式使用效果

（1）精度方面。因为RTK测量无误差积累的问题，因此相邻点位误差互相独立，无积累、传播。通过全站仪检核RTK所测控制点可知，测点精度完全可满足图根控制要求。使用RTK开展高程测量，无法直接获得地面点正常高程，需开展高程换算。故而，外业观测过程中，需及时和已知点高程进行校核，选取合适的数据处理方法，将粗差剔除，确保高程精度达标。由笔者近年来实践工作证明，RTK和全站仪配合测量模式，测量精度完全达标。

（2）效率方面，RTK测量仅需要少量控制点，建立基准站后，数据链可控制几公里以致十几公里测程，无需经常迁站，大大提高作业效率。此外，RTK测量过程中，一组仅需要1～2人，大大节省了人力资源，全站仪一组则需配置3～4人，所有使用RTK技术能够大大提高测量效率。

5 RTK与全站仪配合测量注意事项

（1）对于测量工作而言，基站需尽可能设置于测区中心、视野开阔的至高点上，防止树木等物体遮挡，远离高压线、无线电信号发射塔，以免影响到RTK性能，导致精度下降。RTK测量存在困难时，可在附近卫星信号较好区域使用RTK测出可互相通视的控制点，以此作为全站仪控制点。每个控制点均需观测2次，取平均值为结果，其后使用全站仪开展下一步测量工作。

（2）为确保RTK测量精确性，应用下述方法开展质量控制：①已知点比较法，在已知高级控制点上，通过RTK测出坐标，并与已知坐标开展比较检核，如果发现问题，需及时找出原因，加以改正。②重测比较法，每次初始化成功后，需先测量1～2个已测过的RTK点，确认无误后，进行RTK测量。

（3）因为RTK稳定性与精度会随着流动站至基准站的距离增大逐渐降低，因此为了保证测量成果可靠性，必须保证流动站至基准站距离适中，不能太远，通常为5km内。

（4）使用RTK测量过程中，观测时间需选在点位几何图形强度因子PDOP值小于6且有效卫星数不少于5颗时间段进行，有效提高测量速度，精度高。

（5）实际操作中，需严格根据相关规范开展工程，有限减少人为因素的干扰，尤其是仪器对中、测量天线高、输入基准站坐标的过程中，一旦产生差错，则直接影响整个测量成果的精确性。故而，对中时，部分精度要求较高点位，需采用三脚架或是快速对中支架，以达到有效提高对中点精度的目的。

6 结语

当前，工程测量中，全站仪等先进的仪器设备均得到了较为广泛的应用，但是由于常规的测量方法受到横向通视与作业条件限制，作业强度大，效率低，以致于设计周期大幅延长。通过RTK开展测量，无需两点通视，不存在积累误差。RTK测量受限制处，配合全站仪开展作业，能够弥补RTK局限性。由以往工作效果来看，采用此种测量模式，能够实现优势互补，解决实际问题，提高工作效率，降低生产成本，具有不可替代的优越性。

[1]孙卫芳，王桂前.RTK在城市测量中的应用[J].淮海工学院学报：自然科学版，2009（S1）：173～174.

[2]宋亮.GPS RTK和全站仪组合在数字测图中的应用[J].测绘，2015（4）：187～189.

[3]徐昭铨，等.GPS测量原理及其应用[M].武汉测绘科技大学出版社，1998.

P228.4

A

2095-2066（2016）22-0060-02

2016-5-12

杨志军（1975-）男，测绘工程师，本科，主要从事测绘工程工作。