试论城市工程测量中GNSS RTK技术运用注意事项及有效措施

宋中文/乌鲁木齐市城市勘察测绘院



试论城市工程测量中GNSS RTK技术运用注意事项及有效措施

宋中文/乌鲁木齐市城市勘察测绘院

【摘 要】GNSS技术发展日益成熟完善，RTK技术也在城市测量中运用得越来越广泛。RTK测量技术测绘效率和精准度较高，具有非常强大的性能，我们在看到它优势的同时，也要针对其弊端，进行及时完善，以确保城市工程测量工作的正常运行。

【关键词】城市；工程；测量；RTK技术；运用；措施

业内人士很清楚，GNSS技术被普遍应用在各种领域，其在定位、导航、测量等方面有无可替代的重要作用。如今，为了提高测量质量，在城市工程测量领域中推广普及了GPS技术。 在实际运用过程中， GPS技术中的实时动态差分RTK技术得到了广泛的运用和发展。RTK技术改变传统测量模式，可谓是测量领域的又一技术革命。它测量流程简单、工作效率高、精度高、误差小，且所需测量人员少，对减轻城市测量工作压力和负担起到了无可替代的作用。但受到一定地域条件的限制，城市测量中有时仍然会出现需要手动测量的情况，这就需要不断改进RTK技术，完善测量方式，以便更好地服务社会。

1.RTK 技术工作原理及技术优势

1.1RTK技术工作原理

RTK技术即动态实时定位技术，所采用的观测基础为载波相位观测值，精度较高，能够完成规定坐标系下的控制点三维坐标实时观测，是一种实时定位测量技术，能够有效提升观测效率，降低测量成本，为高精度、高效率的测量工作提供了技术基础。实时动态定位原理如下图所示：

RTK技术有网络RTK技术和单基站RTK技术。单基站RTK技术的实际运用过程中，需要注意以下几点：一是测量作业基准点要求选取点位精度高的GPS的控制点；二是在得到基准站的差分改正信息后，需要将差分改正信息正确输入到流动站接收机上；三是要根据流动站所测坐标，结合差分改正信息，得到流动站的准确坐标，从而提高坐标精度。

1.2RTK技术优势

我国的RTK技术在不断实践中得到完善，在城市控制测量、施工放样、碎步测量等领域发挥着越来越重要的作用。相对于传统测量方式来说，RTK技术是实时测量，测量精度和作业效率高，简单来说，RTK 技术有以下几个优点：

1.2.1观测时间短。 RTK技术在使用流动站进行观测时，所需时间十分短暂，静态定位也只需要 20min 左右的时间即可完成，比起全站仪来，在测量速度上有了很大的提升。

1.2.2可以实时看到观测结果。 RTK技术是一种实时测量技术，因此在得到坐标测量结果后，可以及时观看到测量结果，快速成图，能够较好地掌握观测数据的质量。

1.2.3观测流程简单。RTK技术的使用基本上已经实现了自动化，因此在实际操作中流程简单，并且可以全天候进行测量作业。

1.2.4限制因素少。RTK技术在测量过程中，不要求测量站相互连接，同时作业，大大减少了测量的限制和约束。

2.使用RTK技术进行城市测量的作业流程

2.1做好测量的内业准备

在使用RTK技术进行城市测量作业前，应充分做好测量的内业准备，根据城市测量的实际情况和特点，收集所测区域的地形图，进行野外勘察。具体来说，内业准备主要包括：设定工程名称；根据坐标参数整理资料，若无坐标参数的转换，可以对已知控制点的资料进行整理，使得控制测量点均匀分布在所测区域周围，令控制测量点所处位置和周围环境符合使用RTK技术测量的要求，若有坐标参数的转换，则需根据实际情况重新输入参数；每个放样点的坐标输入都要求准确，方便工程实时放样工作的进行。

2.2确定所测区域的转换参数

由于RTK技术的运用对于实时坐标的要求较高，而城市的测量工作使用的是地方独立坐标，这就使得WGS84坐标与城市当地独立坐标的参数转换工作十分重要。在进行参数转换工作时，可按照以下步骤进行操作：分别获取同一个地点的WGS84坐标和当地独立坐标，求出转换参数；通过转换参数和WGS84坐标分别求出当地独立坐标点。需要注意的是，为保证转换参数的准确性，一般需要进行4个点以上的观测和参数转换。

2.3基准站的选定

如果采用CORS系统，可直接利用其差分数据。

如果采用单基站模式，基准站发射电台和流动站接收电台是实时测量的关键设备，用于数据的传输。为保证数据传输的质量，减少整周模糊度的解算时间，提高工作效率，应该重视基准站的安放。

在安放基准站时，最好将基准站设立在已计算出精确坐标的点上，在没有其他选择时，也可设置在未知的坐标点上；基准站最好选择地势较高、视野良好的位置，能够较好的收取电台信号，城市测量中一般的基准站安放位置在高大建筑物上；为防止基准站数据的稳定，应保证基准站附近无大型建筑物和高压电线、电视台无线电台等发射干扰源，一般来说，基准站天线应架设在GPS接收机北方。

2.4RTK施测步骤

使用RTK技术进行测量时，可按照以下步骤施测：安置好基准站后，打开接收机输入点号，设置完毕检查接收的GPS卫星数要大于等于5颗；检查电台接收指示灯是否正常，当接收卫星数大于4颗时，可开始进行测量；可以先联测已知控制点，确定控制点的测量结果能够满足设计要求和测量精度后再开始测量任务；对测量的数据进行分析整理，依据设计要求将文件打印出来。

3.GNSS RTK技术运用注意事项及有效措施

RTK技术在城市测量中得到广泛运用的同时，也因为城市环境的特殊性而存在着诸多需要解决的问题，其主要原因有城市中高大建筑多、无线电网络错综复杂，给RTK技术的运用带来了极大的阻碍，这就要求在城市中运用RTK技术时需要注意以下事项，并采取有效措施及时解决所遇问题。

3.1判断测量仪器随时处于正常工作状态

为保证测量结果的准确和可靠，需要判断测量仪器处于正常工作状态，由于实时动态 RTK 的测量与卫星分布及数据链的性能相关，各观测值之间相互独立，因此可以在观测进行一段时间后和观测结束前联测其他已知点进行数据的对比，确定数据链通信正常，仪器失锁时也可以采用这个方法。

3.2提高观测精度

为提高观测精度，在采集数据时要等到数据变动到设计要求时进行采集，同时，流动站应采用带支架的对中杆，稳定天线，减小对中整平误差。

3.3维持数据链的稳定

在进行测量时，城市的无线电网络经常会对流动站数据造成干扰，使数据链处于不稳定的状态，当出现数据链不稳的情况时，应及时通知基准站测量人员，调整电台和流动站的发射接收频率。电台电量不足也有可能造成数据链的不稳，应及时充电。

3.4确定坐标位置

城市测量的坐标点确定对于测量结果的精度有很重要的作用，在某些通视条件不好的情况下，一般来说，就是房屋或树木较为密集的地方，使用RTK技术无法确定具体坐标，则需要采用常规的方法进行测量。

4.结束语

总而言之，PTK技术的用途是比较广泛的，它在城市工程测量中扮演了一个非常关键的角色，在园区测量、电力测量以及公路测量等环节应用广泛。另外，工程测量的发展将直接加快城市建设的进程，改善人们的生活质量。总之测量方法的更新换代是科技发展和社会进步的必然趋势，工程测量将向着数字化、智能化、自动化进步。RTK技术测绘效率和精准度较高，对工程测量的准确性有很大的提升作用，因此我们在看到它优势的同时，应兴利除弊，确保城市工程测量工作的正常运行。

参考文献：

[1]付青松.应用GPS RTK技术的城市工程测量方法研究[J].测绘与空间地理信息， 2011，34（1）：75～77.

[2]商定义.应用 GPS RTK 技术的城市地形图工程测量方法研究[J].科技创新导报， 2010（3）：28～29.