地形图测量中RTK定位技术的运用

摘要：随着经济的发展和科学技术的不断提高，各种各样的新型的设备应用在我们的生活中，例如：RTK地位技术。所以，本文从多个方面对地形图测量中RTK定位技术进行详细的分析、

关键词地形图测量 RTK定位技术 运用

中图分类号：K826文献标识码： A

一 前言

RTK定位技术凭借它自身的高精度、高效率以及操作简便等特点被广泛应用于各种控制测量、地形测量和施工放样方面。尤其是在地形较为复杂，通视情况不佳，不能进行导线测量的地区，RTK定位技术便可以替代传统的三角网、导线网等，从而比以往的测量方法更快，继而大大减少工作的时间。

二 GPS RTK技术的原理和组成

砌限定位技术即实时载波相位差分技术，是实时处理两个测点载波相位观测量得差分方法。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。载波相位差分方法有两类：第一类是修正法，即将基准站的载波相位修正值直接发给流动站，改变流动站接受到的载波相位，然后求解流动站的实时坐标，该方法初始化速度慢，定位精度稍差，称为准RTK技术。第二类是差分法，即求解起始相位整周模糊度，又称RTK初始化。然后再进行实时差分，是真正的RTK技术。差分法要求基准站GPS接收机实时的把观测数据及一直数据传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到4颗或以上卫星后，可实时求解出厘米级的流动站位置。

三 野外作业

利用GPS RTK协同全站仪进行数字化测图的作业流程包括控制测量、图根点测量、碎部点测量和数字化成图。其中，利用RTK技术既可测量图根点，又可测量碎部点。

1.布设控制点

由于GPS RTK定位技术数字化测图方法不再需要布设常规测量控制网，只要通过GPS静态联测国家点来测设测区控制点即可。布设控制点应注意以下两点：

（一）控制点应位于地势较高、有利于卫星信号接收和数据链发射的地方。要避免无线电发射塔等电磁波干扰和大面积水域等有强反射物体而造成多路径效应影响的地方。

（二）测区内控制点位置应均匀布置，边长1km左右，这样有利于数据采集时基准站重置，便于控制RTK的比例误差。鉴于RTK的高效率，控制点的密度也可以适当加大。

2.图根点及碎部点数据采集

RTK配合全站仪测量碎部点的作业模式包括两个步骤：利用RTK控制点，利用全站仪进行碎部测量。

（一）RTK测量图根控制点。由于利用全站仪进行数据采集，要求图根点之间必须相互通视，必须在测区增设适当数量的图根控制点。利用RTK测量图根点前，必须正确输入求解的坐标转换参数，并进行坐标和高程校核，确保无误后，方可正式进行图根点测量。

（二）全站仪测量碎部点。先在测站点上架设全站仪，瞄准后视点定向观测后，开始碎部点观测，并将观测值记录在电子手簿或全站仪内存中。野外采集碎部点时，须绘制工作草图，并在全站仪上设置地物特征编码，这是保证数字成图质量的一项措施。在工作草图上记录地形要素名称、碎部点连接关系，然后在室内将碎部点显示在计算机屏幕上，根据工作草图和地物特征编码，利用成图软件连接碎部点，生成图形。

（三）RTK测量碎部点。在上空开阔的地区，完全可以用RTK作业模式测量碎部点，利用RTK采集野外碎部数据的大致过程为：启动流动站开始测量并进行定点校正工作后，RTK接收机便可实时得到所需坐标系下的三维坐标地形点，并输入每个地物点的特征编码和绘制工作草图，以备内业修图使用并检查编码输入的正确性。

3.数字化成图

数字化成图主要包括数据下载和内业成图。根据外业所绘草图及记录进行编辑、生成、绘制地物地貌和修整等高线。绘等高线是，先通过软件自动生成等高线，再利用手工修整等高线。

4.实地检查及精度分析

所有外业和内业工作完成后，到测区进行实地检查。首先检查点位精度，用全站仪测量出相邻已知点的距离，与已知资料相比较，误差应小于规范要求，其次进行地物、地形的检查，对于漏测的地物要及时进行补测，对于一些特殊地物的连接关系进行详细检查，地形点要与所绘等高线相一致。

四 RTK控制测量技术在地形图测量中的应用

1.应用说明

依据测量范围实际作业情况，按照RTK操作的测量技术标准及国家的行业规范施测，求得图根控制点的坐标。利用RTK图根控制测量技术，通过流动站与基准站二者之间的数据链，组成差分观测值进行实时处理，直接得到图根控制点的坐标。

2.应用技术要求

第一，GPS―RTK平面测量、高程测量分级及基本精度应符合CJJ8―99和CJJ73―97的要求。

第二，测量控制手簿设置控制点的单次观测的平面收敛精度应≤1．5cm，高程收敛精度应≤2cm。

第三，测量控制手簿设置碎部点的单次观测的平面收敛精度应≤2cm，高程收敛精度应≤4cm。

第四，控制点平面和高程成果在限差之内取各次观测成果的平均值。

第五，用RTK方法施测的平面和高程控制点成果应采用适当手段以相应的等级检测坐标、边长和高程，其检测点应均匀分布测区，且检测点不少于总点数的10％。如果当地某些区域高程异常变化不均匀，转换参数无法满足高程精度要求时，宜对RTK数据进行后处理，按当地高精度似大地水准面精化模型求插值方法或用水准测量求得高程。

3.参数要求

地形图测量中RTK图根控制测量的参数要求应符合表1的规定。

表1地形图测量中RTK图根控制测量的参数要求

4.参数的计算转换

利用用户提供的GPS点的两套坐标直接求解所在测区的转换参数，采用的参考点应在三个点以上，所选参考点应分布均匀，且能控制整个测区，并在实际作业过程中注意已知点坐标检查。测定高程时，参考点应适当增加。转换时应根据测区范围及具体情况，合理采用四参数或七参数的数学模型。RTK参考点等级及转换残差要求应符合表2的规定。

表2地形图测量中RTK图根控制测量中参考点等级及转换残差要求。

5.在地形测量碎部数据采集中应注意的问题

（一）对于小区域的地物，应尽量采用各种辅助方法予以观测，以防漏测。

（二）在地形测量碎部数据采集过程中，由行走、站位到保存数据这一过程中不要动作太陕。

（三）观测卫星的图形强度要高。

（四）作业员的责任心要强。

（五）观测成果要注意复核。

（六）使用 R T K 方法测定的坐标可以是观测一个历元的结果，也可以是几个历元的平均值。

五 基准站的架设

基准站的正确安置是顺利实施RTK的关键之一，在架设时应注意以下几点：

1.视野开阔，周围无高度角超过10°的障碍物：

2.须远离大功率天线发射源，并远离高压输电线路；

3.附近不得有强烈干扰卫星信号的物体：

4.周围无GPS信号反射物，以减少多路径误差：

5.能方便的发播或传送差分改正信号；

6.便于安置接收机和人员操作：

同时，基准站与流动站的间距应考虑GPS发射电台的功率和覆盖能力，应尽量架设在相对较高的位置，以获得最大的数据通讯半径。

六 碎部点数据采集

采用RTK技术进行测图时。选择“测量／点测量” ，进入点测量功能。进行单点测量，并显示测量过程。架设好基准站后，在点位精度合乎要求的情况下，仅需一人携带流动站在待测的碎部点上呆一两秒钟，并同时输入特征编码，通过电子手簿或便携式电脑记录。在地形较复杂的情况下，最好是现场画出草图。以便内业时编图。

七 内业数据处理

当天外业采集数据应及时进行内业的数据处理并编辑成图，以免遗忘影响成图的准确性或返工重测。

1.RTK数据下载：

（一）利用TBPOCN的FC―1000手簿将外业观测数据导出到手簿的硬盘上。利用Active8vnc软件将手簿与计算机连接，将导出的数据复制到计算机上，得到：TXT 数据文件。

（二）利用Word 2003将’，将TXT数据文件转换为CASS7.0的默认格式的dat数据文件。

（三）在CASSS7.0将dat数据文件导入，进行成图编辑。

2.绘制地形图：打开CASS7.0新建文件并输入图形比例尺l：500，启动展点命令，将dat数据文件输入，然后根据外业所绘草图，人机交互编辑，利用CASS7.0提供的图式符号库进行相应外业点的绘制和连线。对于一些与地形图规范要求有差别的地方需要作编辑处理。

八 精度分析

根据测图规范要求，图根点对于最近控制点的平面位置中误差不得超过图上±0.1mm，换算成实地点位中误差为5cm。RTK测点点位中误差为±1.5cm～±2cm，完全满足精度要求。

九RTK控制测量技术在地形图测量应用中存在的问题及解决措施

1.存在的问题

在RTK与全站仪地形测量外业数据采集过程中，不论是全站仪现场采集还是RTK现场采集，都会存在数据采集不全、不准的情况，使得完全靠计算机根据野外采集的地形相关数据自动生成的地形图很难真实的反映实地情况。也就是说野外数据采集不全，准确性不高，特征点点位不足是当前RTK图根控制测量技术在地形图测量应用中存在的最为显著的问题。

2.解决措施

（一）平面位置中误差的控制

第一、图根控制点相对于邻近起算点的点位中误差不应大于图上0.1mm。

第二、地物点相对于邻近图根点的点位中误差不得大于图上0.2mm。

第三、相邻地物点间距中误差不得大于图上0.4mm。

（二）高程中误差的控制

第一、图根控制点相对于邻近等级控制点的高程中误差不得大于1／10的基本等高距。

第二、平坦地区和城市建筑区，高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差不得大于±0.lm，丘陵地不得超过1／2等高距，山地、高山地不得超过2／3等高距。

第三、平地、丘陵地基本等高距为1米，山地、高山地基本等高距为2米。

十 结束语

通过以上详细的分析，我们可以看出，RTK定位技术在地形图测量中起到了至关重要的作用。但是，在测量中还会有些小问题影响了准确度，所以要充分运用科学手段，采取相应的措施处理问题，让RTK定位技术逐渐成熟起来。

参考文献

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[3] 王宝乙 浅谈RTK技术在大比例尺地形图测绘中的应用民营科技―2013年4期 第13页

[4] 林方炎 GPS定位技术和全站仪相配合在航道测量中的应用 珠江水运―2013年33期 第101页