探讨RTK在地形图测绘外业中的应用

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摘要：本文首先介绍了RTK定位技术和RTK技术的优点，然后分析了RTK 技术的应用，最后探讨了rtk在地形图测绘外业中的应用。

关键词：RTK；地形图测绘；外业；应用

中图分类号：P217文献标识码： A

RTK技术以其高精度、高效率、操作简便等特点被广泛应用于各种控制测量、地形测量、施工放样等方面。在地形复杂，通视情况较差，导线测量有困难的测区，RTK可以代替传统的三角网、导线网等方法，在GPS控制网的有效范围内，灵活机动的分组布设图根点，比以往测量模式可以大大缩短作业时间。

1 RTK定位技术

1.1 RTK技术的原理

RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS定位技术，实施动态测量。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，同时通过输入相应的坐标转换参数和投影参数，实时得到流动站的三维坐标及精度。它要求基准站GPS接收机实时地把观测数据及已知数据实时传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗或以上卫星后，可实时求解出厘米级的流动站动态位置。

1.2 RTK技术的设备。

RTK测量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。软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。

2 RTK技术的优点

2.1工作效率高。

在一般地形地区进行数据采集，如果基准站设置合理，可达到的作业半径约为6 km，很大程度上减少了全战仪测量中的/搬站0次数，节约了宝贵的时间。并且RTK技术作业速度很快，采集每个数据只需要几秒的时间，提高了劳动效率。若采取1+2工作模式，每天可以完成0。82 km2~1。5 km2的地形图测绘，其效率是常规测量的数倍。

2.2全天候作业。

传统测量仪器作业时都要求必须通视，但RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足主机和流动站能进行数据交换，就能作业。因此，和传统测量方法相比，RTK技术作业受限因素少，几乎可以全天候作业。

2.3定位精度高，误差不传播。

实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内(一般为4 km)，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。因为RTK测量和原来普通的测量仪器不一样，它的误差不传播，保证了数据的精度。测量时如果电台信号不好，或者卫星情况不好，延时较大时，要求对该点进行静态观测1 min~5 min，等数据为固定解时再进行数据采集。

2.4可视化的操作界面，较强的数据处理能力。

RTK技术都有/手簿0进行基准站、流动站、电台的设置，其内置软件都是基于Windows操作系统开发的，只需要简单的设置就可以进行数据输入、存储、处理、转换和输出等工作，能方便快捷地与计算机、其他测量仪器通讯，从而减少了人为因素造成的误差。

3RTK 技术的应用

3.1控制测量

为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用 RTK 技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。

3.2线路放样

RTK 测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一人也可完成。 将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入 RTK 的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移距离和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定的为止。

3.3 规划放线

建筑物规划放线，放线点既要满足城市规划规定的要求，又要满足建筑物本身的几何关系，放样精度要求较高。使用 RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系，对于短边，其相对关系较难满足。在放样的同时，需要注意的是测量点位的精度，点位精度不高的情况下，有可能带来较大的点位误差。在点位精度高的情况下，用 RTK 进行规划放线一般能满足要求。

3.4用地测量

在各类用地勘测定界测量中，RTK 技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类及权属调查时，应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测，大大提高测量速度和精度。

3.5其他方面测量

RTK技术还可用于地形测量、水域测量、管线测量、房产测量等方面。用 RTK 测图，可不用布设图根控制，仅依据少量的基准点，即可直接测定地形地物点坐标，如果用专业测图软件，通过电子手簿记录即可实现数字化测图。在水下地形测量是，RTK 能自动导航和按距离或时间间隔自动采点，只要将天线高量至水面，加水深改正后，即可高精度的实时测定水下地形点的三维坐标，由专业软件成图。

4RTK在地形图测绘外业中的应用

由于 RTK 一般采用缺省 2m 流动杆作业，当高度不同时，应修正此值；在信号受影响的点位，为提高效率，可将仪器移到开阔处或升高天线，待数据链锁定后，再小心无倾斜地移回待定点或放低天线，一般可以初始化成功；在穿越树林、灌木林时，应注意天线和电缆勿挂破、拉断，保证仪器安全。

4.1 RTK 碎部数据采集作业

相对于地形控制而言，测绘具体的地物和地貌是测区碎部，因此称为地形碎部测绘。地面上的地物、地貌形态虽然多种多样，但这些形态总是可以概括、分解成各种几何形体的。而任何几何形体都是不同的面构成的，任何面又都可由一些具体决定性的点所连成的直线或曲线来确定。可以说，各种地物、地貌的形态最终是由点决定的。我们把决定地物、地貌形态的点称为地物特征点或地貌特征点。地貌特征点和地物特征点统称碎部点。碎部测量实际上就是测定地物、地貌碎部点在图上的点位及其高程，然后依次描绘出各种地物、地貌。首次作业时，遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”、“步步有检核”的原则。每次作业顺序为：确定基站点时，要尽量保证大的可视区域，同时，还要保证有可通视的已知点。所以，在实际作业时一般将测站点定在较高的坡或山顶，以避免经常迁站。

4.2 测站点检核及校核

在测量一定点数(一般为300点)后或迁站时，要进行一次测站点检核。检核方法为：重测某一已知点(一般为后视控制点)，检核两次误差是否符合技术要求。 如果误差超出范围则所测数据有误，应找出原因进行改正。

道路工程为满足出图要求，一般按照1:2000进行地形图测量(除桥梁、隧道和大型构造物使用1:500或1：1000)。中线两侧各250米宽，遇到互通区增加测图宽度。 线路两侧各100米范围内的地形图测量，严格按规范要求进行详测，对中线附近的路、沟、渠、河流等准确测定其位置；地面上的通讯线杆、高压线杆、输电线杆等逐个测绘表示，地面下的通讯线、光缆线等测定其地面标志；山区线路上的悬崖峭壁测绘其顶部及底部，控制其范围及走向；线路两侧各50米范围内的房屋、单位、独立工矿等按1：1000要求详测表示。沿线的村镇、单位、工矿、河流、沟渠、道路等，调查其名称并注记。高程点注在具有代表性的地物上，地物的特征点上，如：沟渠的顶底部、陡坎的顶底部、路口及拐弯处等，图上每平方分米不少于12个。其余按1：2000地形图要求详测表示。线路两侧各100米范围外的，按1：2000地形图要求可综合表示。由于RTK对卫星信号和天线上方高度角的要求，线路两侧需详测的居民地和RTK无法测量位置应使用全站仪进行测量。外业测量应实地勾绘草图或者使用编码测量，以为内业成图所需。

4.3 内业成图

内业成图使用专业成图软件系统(如南方CASS或北京威远图等)进行编辑和处理成图。将野外所采集数据传输至计算机中，利用软件自动生成点文件，采用分层、分色的要求表示地物、地貌。将同一类地物放在同一层次，分色统一，代码到位，尽量使用成图系统的菜单绘制图形，便于合并、缩放、接边、数据提起等再处理工作。数字化作业时捕捉解析编辑细部点，若数据与勘丈草图不符，应及时提出，问题解决后再行作业。数字化图按一定的顺序进行，对明显的具有分块作用的地物先输入，例如河流、道路等。 然后依元素的主次进行分块作业。 一块图全部输入后即做自查校对，清理差、错、漏。各图块全部输入后再作通篇阅读。对规则的地物，如居民地房屋等，必须保证图形符合其投影规律，必要时可用辅助线方法得到正确的图形。然后根据高程点文件利用软件构网自动建立 DTM 模型，对部分不合理网形利用软件的删、增、改功能进行编辑修改，然后自动追踪绘制等高线。对软件的自身功能，自动追踪等高线不合理的地方，进行手工修改，符合野外实际地形。注意绘制地形图期间，应时常存储数据，以免造成不必要的损失。公路带状地形图与普通地形图一样，都应遵照有关规范规定绘制。地形图编绘应为无地物压盖地物；清理无用图层；图面干净整洁。最后保存为 AutoCAD 格式文件(*.dwg)。

5结语

RTK技术应用于地形图测绘是技术上的一个重大突破，虽然RTK技术还有一些缺点，但是只要充分发挥RTK的优点并与其他测量方法相结合，就可以极大地提高工作效率，更好地为测绘事业服务。随着GPS单基准站网络RTK技术的不断成熟，必将又要在测量界引发一次技术的革命。

参考文献:

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[2]余小龙，胡学奎.GPS RTK技术的优缺点及发展前景[J].测绘通报，2007(10)

[3]刘思涵.浅析GPS测量的有关问题[J].山西建筑，2004，30(17):91-93.