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1、RTK定位技术在实际放样中的应用与体会 内容摘要：本文介绍 RTK实时动态技术特点、影响测量精度的因素及在上街大学城放样应用的体会与经验。关 键 词：RTK定位技术；实时动态；界桩放样一、 概 况 上街镇位于闽侯县中部的闽江南岸，与福州市金山新区隔江相望。随着基础设施的建设与不断完善，上街镇通过洪塘大桥、金上大桥和浦上大桥与福州市区连成一体，京福高速公路、316国道纵贯全境，交通便捷，区位优越。2001年，“上街大学城”被福建省政府列为重点建设项目，总体规划面积1333hm2，分为两期建设。一期建成入驻的有福州大学、师范大学等十一所院校。二期规划面积400 hm2，共分十五个项目，作为大学城配
2、套工程。二、 GPS-RTK工作原理1、GPS技术简介全球定位系统GPS（Global Positioning System）是美国研制的卫星导航系统，具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供高精度的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面，对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。GPS测地型接收机设备是实现测地定位的基本条件，接收机有单频与双频之分，双频机能以L2观测值修正电离层折射影响，最适宜于中、长基线（大于20km）测量，具有快速静态测量的功能；单频机适宜于小于20km的短基线测量，对于一般工程测量具有良好的性能价格比。相
3、对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是采用载波相位测量局域差分法：根据算法模型设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量。快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精度广泛应用于一般的工程测量。RTK系统由GPS接收设备、无线电通讯设备、电子手簿及配套设备组成，整套设备在轻量化、操作简便性、实时可靠性、厘米级精度等方面的特点，是目前外业数据采集和工程放样的较为理想的工具。2、RTK定位技术的特点RTK（Real time kinematic）实时动态定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术
4、，由基准站和移动站组成。它不但具有GPS全天候、无需通视、使用灵活，操作简便的优点，而且观测时间短，不需要进行内业数据处理，就可以直接获得测点坐标，并记录于手簿中，达到厘米级精度。RTK技术取点位精度较高的首级控制点作为基准点，其利用2台或2台以上的GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基准站，对卫星进行连续观测，其它作为移动站接收卫星信号。在RTK 作业模式下基准站与移动站保持同时跟踪至少5颗以上的卫星，移动站通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算根据相对定位的原理实时计算显示出移动站厘米级精度的三维坐标。同时还能够实时连续高精度提供测点在指定坐标系下的成果
5、，没有累积误差。基准站与移动站之间有效作用距离长达5 km。 由于RTK系统在施测时已知其当前位置和要寻找的目标点位置，系统可给用户导向到正确位置，加上RTK系统功能齐全，可进行工程测量、点放样、线放样、曲线放样等，使RTK成为非常理想的测量工具。道路、输电线路、油气管道及地下管线都可由RTK来测设放样。在大多数这类工程测量中，RTK系统只需单人操作，与常规测量相比，大大提高工作效率，减轻了劳动强度，既保证质量，又省工省时。三、RTK测量技术的工作方法上街大学城测区面积约15 km2，根据福州市勘测院提供的测区内26个控制点进行放样。因高速公路施工山头被开挖取土、各校区内房屋拆除与道路的施工，
6、大部分控制点已被毁坏，可利用的控制点仅剩下3个点（D大1、D大10、D大15），但在平面上布设位置还是合理，能满足测设需要。由于测区面积较大，虽然区域内地势平坦，但还有较多的房屋、树木、果园及河浦等通视条件差，给施测工作造成不利的因素。若采用常规的全站仪来放样，必须加密控制网，工作强度大、时间长，且影响工程的进展。为此，本次采用南方SOUTH灵锐S82双频RTK定位技术进行放样，总放样200余点。由于本次放样工作只提供各地块征地红线范围内的地面物清点之用，对精度要求不高，不计算高程值。1、内业数据准备工作（1）、控制点数据的收集；（2）、拐点坐标数据的收集，一方面根据规划部门提供的拐点数据，必
7、要时在红线图上加密求解；另一方面根据设计或规划部门提供光盘提取拐点数据。2、外业施测工作（1）、基准站设置：基准站设置有两种形式，一是架设在已知点（控制点）上，二是设置在未知点。因测区内3个控制点D大1、D大10在山上和D大15在民房屋顶上，给基准站设置造成不便，故均选择第二种方式设置，将基准站设置在视野开阔，外界无干扰的未知点上，设置调整好基准站接收机进入正常状态，随后打开移动站接收机与手簿。（2）、新建工程文件名，设置参数向导：选择北京54坐标系，中央子午线120进行校正向导；输入已知点的三维坐标数据，再到已知点上校正后就进入工作状态。这时依据各地块红线图上的拐点坐标数据输入手簿，从第一点
8、出发，逐点调出点号坐标，即可完成放样工作。若遇到河浦或房屋、树木等阻挡时，则避开阻碍物作业放样进行补点。3、精度分析大学城二期规划面积400 hm2，面积大，分为十五个项目，共计放样200余个拐点界桩，随机选择部分成果比较见表1。 由表看，RTK放样存在一些误差。分析认为，误差主要是人工手持对中杆气泡未完全居中造成的。因本次施测对精度要求不高，结果尚能满足要求。 表1 放样成果比较 单位：m点号设 计 值放 样 值XYXYF012882780.255418665.0852882780.223418665.124F032882826.476418709.2762882826.434418709.
9、233F082882834.056418889.2682882834.104418889.285F152882857.278418938.4502882857.245418938.485F182882885.871419187.4962882885.832419187.452F222882967.874419663.1552882967.836419663.244F382882595.824419837.4792882595.785419837.436F462882440.425419841.9492882440.453419841.916F532881724.918 419940.74128
10、81724.876419940.709F672880688.883419795.163 419795.1632880688.851419795.208F1342880169.011419126.5572880169.173 419126.522F1662880493.649419023.4032880493.605419023.457F1732880668.335 418937.9912880668.371418937.951F1822880863.877418772.298 418772.2982880863.839418772.262F1892881745.348418386.142288
11、1745.304418386.101F1952881849.240418400.736 400.7362881849.301418400.702 4、影响精度因素在实际作业过程中，影响RTK精度的主要因素有：（1）、基准站坐标精度。由RTK的工作原理可知，如果基准站的坐标精度较低，移动站得到的三维坐标都带有系统偏差。因此，基准站坐标具有较高的精度非常重要。（2）、坐标转换参数精度。对重要工程施测而言，求解坐标转换参数至少需要3个已知点，其精度不仅与测区内选择的已知点的位置和数量有关，还与选用的已知点的坐标精度有密切关系。（3）、作业环境。基准站的选择要视野开阔，外界无干扰的未知点，即要远离大功
12、率无线电发射台、变电站、机场、高压线等无线电干扰源，防止GPS信号的多路径效应影响。（4）、人为因素。测量员作业的熟练程度直接影响测量精度。在作业时，如果手簿显示不是固定解而采集数据，会使测设点的精度降低，甚至造成错误；如果接收机对中杆未保持垂直，即气泡不居中，所采集的数据将人为降低了测站点的坐标精度；如果接收机、手簿和电瓶电量不足，也会降低移动站的数据采集的精度和可靠性。四、RTK在测量中应用体会1、本次测量放样使用南方SOUTH灵锐S82双频RTK，接收机手簿是无线式，基准站、移动站、手簿软件操作简单便捷。施测时，只需在基准站、移动站设置完毕后，一个人拿着对中杆顶着接收机在所需的测点上停一
13、、二秒钟即可获得移动站的准确三维坐标数据，并显示（记录）在手簿上，精度达到厘米级，且可以连续高精度采集，另一个人现场绘制草图并记录点号以便内业成图，只要将手簿与电脑连接，即可获得各测量点的三维数据，采用CASS软件绘制成图。放样工作同样便捷，将所要放的点坐标输入手簿，也只要一个人拿着对中杆顶着接收机随时调出点号，根据手簿上向东西、南北的距离提示，走到所要放点的范围时，手簿就会发出“嘀嘀”声，即可放出准确的点位。 2、与常规测量相比，RTK技术免去各级导线控制的外业布点选点测绘、内业计算等工作；与常规三角测量相比，RTK技术没有等级之分，不存在累积误差，既保证质量，又省时省工，减轻了劳动强度，大
14、大提高了作业效率。3、碎部测量：常规测绘最基本条件就是需要两个控制点，且两点间要通视。测站与碎部点通视，遇到建筑物、高杆植物、果园或起伏较大的地形时不但控制困难，而且还要不断转点搬站测量。经常为一两个碎部点支站，不仅麻烦，还费工费时。RTK技术不需要两个能通视的控制点，也不象全站仪那样需设置在控制点上对准后视点才能进行测量，其基准站可任意点设置，只需一个控制点安置好基准站即可，测点根据需要可连续高精度进行测量，在接收条件较好的情况下只需要一秒钟就能测定一个点。4、RTK手簿不但实时记录测点坐标，同时在屏幕上显示测点的位置，作业人员可随时掌握测量范围，避免超范围测量的浪费以及漏测时进行补测的费工
15、费时。RTK定位技术测量有效距离可达5 km，无需象常规测量那样经常迁站，大大减低劳动强度，节省外业工作时间。5、RTK测量技术虽然先进，但也有局限性，由于GPS接收的是超过20000km高空的卫星发射来的无线电信号，这些信号频率高、信号弱，遇到周围电磁场的干扰、高山与建筑物的阻挡都会影响信号的接收。因此，在城镇、市区内与树木茂密林区等情况下，必要时还应该结合常规仪器进行测绘。6、注意事项。基准站要尽量选择在视野开阔、较高的地方，并适当提高基准站的发射天线高度，尽量远离无线电干扰源，尽量避开峡谷地带，以免影响卫星的接收。在RTK 作业模式下，基准站与移动站保持同时跟踪至少5颗以上的卫星，也就是说在四个象限上均布有卫星颗数的情况下，才能进行测量。五、结束语RTK测量技术省去了常规测量方法中烦琐的布设控制点网的步骤，能及时提示工作范围，避免多测、漏测，大大减轻测绘工作者的外业劳动强度，提高工作效率；外业采集数据自动输入电脑，无需人工干预，减
