GPS RTK技术在城市测量中的应用

唐寿林

【摘要】本文通过引入 RTK测量技术这种新型的GPS测量技术，并详细介绍了 RTK测量技术在各类型城市测量中的优越性，比如控制测量、像控点测量、城市规划放线等等各种不同类型的城市测量，通过介绍这些不同类型的城市测量、以及 RTK测量技术在这些不同类型的城市测量中的表现，说明了Real Time Kinematic是目前城市测量中使用的各种测量技术中优选的一种测量技术。

【关键词】城市勘测；RTK勘测；RTK的应用

RTK是Real Time Kinematic的英文简称，RTK作为一种城市勘测技术是 GPS测量技术发展到一定程度的产物，可以说是GPS测量技术的突破。 RTK勘测技术在进行城市勘测时具有极高的测量和勘测精度。RTK中的"Real Time"这个词就体现了RTK勘测技术具有极强的实时性，可以随时随地实现勘测。同时RTK勘测技术的高效性也是其余城市勘测技术无法比拟的，因此其在城市测量领域，应用范围越来越广。下面主要阐述RTK勘测技术的基本原理以及它在城市测量和勘测中的具体应用。

1 RTK测量技术的基本原理

RTK测量仪器一共由三部分组成：基准站接收机、数据链和流动站接收机。RTK测量仪器的基本工作原理为：安装一台 GPS接收机并作为基准站接收机，它与地外卫星连接并能对这些卫星进行观测，然后这台GPS基准站接收机收到它连接到的可见卫星上的数据和信息。GPS基准站接收机一方面可以从地球外的卫星获取海量相关的信息，另一方面，GPS基准站可以通过无线传输设备把接收到的卫星上的信息传输给流动站接收机。流动站的接收机作为第三方最终接收到了GPS基准站传来的来自地外卫星的信息，最后依据相对定位原理，可以任何时间、任何地点实时获得其所在的具体的三维坐标或者地理坐标、以及此坐标的精度、以及其他信息。

2 RTK测量技术的具体应用

2.1城市控制网的测量

由于常规的测绘方法对城市建成区和规划区的测量费工费时，如导线测量法，远距离测点，而且测量的精度也有很大的误差。而新的GPS静态测量法，虽然精度高，但是缺乏实时性，不能随时随地知道测量的结果。此时RTK测量的出现，不仅弥补了GPS静态测量法的不能实时测量的弱点，而且具有极大的灵活性，其作业效率也比传统的导线测量法更高。

城市控制网的勘测对勘测和测量技术有很高的要求，无论是从测量和勘测的精度、还是需勘测的城市面积、或者还是数据的使用次数来说，都是极高、极大、极多的，目前最好最快的城市控制网勘测方法就是 Real Time Kinematic测量法。

自引入RTK测量法以来，多次对市区I、II、III级导线点进行检验，其部分检验值较差，如表1：

表1：部分检验值较差表

点名

△X/m

△Y/m

等级

G90

-0.006

0.007

IV等GPS点

G59

0.015

0.011

IV等GPS点

IG50

0.017

-0.019

I等GPS点

IG58

0.018

0.008

I等GPS点

IG56

0.011

-0.004

I等GPS点

IA044

0.018

0.020

I级导线

IA005

0.027

0.013

I级导线

IIA334

-0.035

0.022

II级导线

IIB130

0.025

0.035

II级导线

IIA215

0.008

-0.019

II级导线

从此表图可以看出，使用Real Time Kinematic勘测、测量法勘测出来的建筑的具体s三维坐标或各个部位的具体三维坐标之间的差值较小，而用常规的勘测和测量方法进行勘测或测量的时候，会出现一定的误差。由此可见RTK测量法适用于常规的控制测量。

2.2 Real Time Kinematic在外业勘测中的应用

在进行大范围的地区数据勘测或者测量的时候，我们常常利用Real Time Kinematic勘测法进行像控点测量。利用 RTK进行像控点测量的时候和传统的布设大量导线进行测量的方法相比，不需要一级一级地布设控制点，工作流程更加简单，只需要在被测区以內或者被测区附近架设基准站，然后Real Time Kinematic的流动站能够直接测量和勘测出各像控点的具体三维坐标和高程。利用RTK技术进行像控点测量与静态GPS测量相比，不仅缩短了工时，而且效率更高，基本是传统GPS静态测量功效的三至五倍[1]。

2.3 市政道路中线放样和Real Time Kinematic的应用

Real Time Kinematic在市政道路中的应用也是极为高效的，在整个城市道路的中线放样或者电力线放样工作中，利用Real Time Kinematic勘测技术，仅需一人，就能高速而高效地完成整个放样工作。

首先，RTK仪器一般都配有一个控制器的，这个控制器具有屏幕和机体等常规机器都具有的组件。在进行放样工作的时候，工作人员只需要将城市道路的中线或者电力线的相关线路参数（如线路半径、电线线路起点或者终点坐标等）输入RTK的这个外业控制器，即可进行放样。在进行中线或者电力线放样的时候为了调小误差，Real Time Kinematic的控制器屏幕上显示有一个个箭头，这个箭头可以调整误差到很小[2]。

2.4 Real Time Kinematic和建筑物规划放线的应用

在使用Real Time Kinematic进行建筑物规划放线的时候，需要注意的最主要的问题是放线的精度的问题。在对某个建筑物进行规划放线的时候，会选择很多个放线点，这些放线点最终不仅要求边长较差小、而且角度较差也要小。在满足精度的条件下，不仅要求建筑物规划放线的放线点既满足建筑物规划的时候的条件，而且放线点还要满足建筑物自身的几何关系。下面以台山市某工业区的8栋钢结构厂房为例，在这些建筑物的每栋楼中放4个放样点，8栋楼一共放有32个放样点、一共32个桩位，之前放点使用仪器为全站仪TOPCON GTS311 S（2''），然后用rtk进行了检测，检测结果，如表2：

表2：rtk检测结果

边长较差

0--1cm

1--3cm

>5cm

20个

9个

3个

角度较差

0--20n

20--40n

>40n

22个

8个

2个

通过对图中的数据分析得知：图中有3个放样点的边长较差值大于5cm，同时通过此图可以看出还有2个放样点的角度较差值超过了40分，之所以造成这两个放样点边长、角度较差值较大的原因是因为此放样点之间的距离较长，施工地面高差大，全站仪需要多次转换测站累积的误差大，测量点位距离测站距离大，影响了相对精度。通过这次实验我们知道，使用RTK进行大面积建筑物规划放线不仅提高整体精度，rtk因自身几何关系，不受场地的复杂程度面积大小的影响，特别是引入控制点更大程度可以减少建筑物整体的偏值。

2.5 RTK技术在用地测量中的应用

利用RTK技术在进行建设用地勘测定界测量时，RTK技术和传统测量方法相比，无论是测量的速度还是精度，都有很大的提高。而Real Time Kinematic的實时性就是该技术最大的特点和优点，这种实时性几乎可以使RTK在任何时间、任何地点，地形的复杂程度，准确地计算出建设用地的面积、勘测到其具体的三维坐标，并最终完成对建设用地的所有相关测绘。

3总结

在使用 RTK进行相关测量的时候，由于其能借用可见卫星的特性，所以其相比其他传统测量方法，具有不可替代的优越性。无论是自动化程度、测量速度或者测量的精度，RTK都比其他传统测量方法好，而且通用性也很高，可进行各种不同类型的测量，比如控制测量、地形测量，工程测量，像控点测量等。所以，作为城市测量技术人员，必须掌握好RTK技术，才能更好地完成对城市的测量。

【参考文献】

[1] 徐绍铨.GPS测量技术及应用. 武汉测绘大学科技出版社[J]. 2014（11） ：11-12.

[2] 王亚军.GPS在城市控制测量中的应用. 隧道建设[J]. 2014（4）：122-123.

[3] 彭吉红.数字化测图在地籍测量中的应用. 江西煤炭科技[J]. 2014（07）：12-13.