RTK技术在工程测量领域中的应用

摘要：本文叙述了RTK技术的工作原理、特点以及在工程测量中的应用。

关键词：RTK技术;原理;特点;应用;发展

一、引言

GPS (Global Positioning System)即全球定位系统的简称，而其中文简称为\"球位系\"。它是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 ，这个系统利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航。RTK(real time kinematic)技术又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。目前，该技术已广泛应用于地形测量、航空摄影测量、地籍测量、工程测量等各个领域。

二、RTK基本原理

RTK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。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持5颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。RTK 系统可应用于两项主要测量任务，即测点定位和测设放样。

三、RTK的技术特点

1、工作效率高：在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完4km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数，移动站一人操作即可，劳动强度低，作业速度快，提高了工作效率。

2、定位精度高：只要满足RTK的基木工作条件，在一定的作业半径范围内(一般为4km )RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。

3、全天候作业：RTK测量不要求基准站、移动站间光学通视 ，只要求满足\"电磁波通视\"，因此和传统测量相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来难于开展作业的地区，只要满足RTK的基本工作条件，它也能进行快速的高精度定位，使测量工作变得更容易更轻松。

4、RTK测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强：RTK可进行多种测量内、外业工作。移动站利用软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测量工作和人为误差，保证了作业精度。

5、操作简单，易于使用：现在的仪器一般都提供中文菜单，只要在设站时进行简单的设置，就可方便地获得二维坐标。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便地与计算机、其他测量仪器通信。

四、RTK技术在工程测量中的应用

1、控制测量

工程控制网是工程建设、管理和维护的基础，其网型和精度要求与工程项目的性质、规模密切相关。一般地，四等以下工程控制网覆盖面积小，点位密度大、精度要求高。采用RTK定位的方法建立工程控制网，具有点位选择限制少，作业时间短，成果精度高，工程费用低等优点。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，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。若把RTK用于公路控制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、地形测图

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几秒钟，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。

3、碎部测量

在城市空旷地区，建筑物不太稠密的住宅区和大马路上，RTK能快速完成碎部测量作业。在夜间作业，比常规测量作业方法更具优越性。在个别高大建筑物或建筑稠密地区，GPS出现盲区，初始化时间长或失锁，影响碎部测量速度，可采用RTK增补图根导线点，配合全站仪测量碎部点的方法，从而快速完成野外作业，也可以大大提高野外测图的工作效率，进而达到缩短工期，节约成本的目的。RTK技术可以应用于测绘地形图、地籍图碎部测量工作等。采用RTK技术测图时仅需一人进行。将GPS接收机放在待定的特征点上数秒钟后，同时输入该特征点的编码即可。把一个小区域内的地形、地物特征点测定后传入计算机，由专业成图软件、在人工适当的干预下，形成所要的成果图。

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