RTK定位技术在地形测绘中的应用探索

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷4月第10期   作者:姜 伟1 葛璐婷2
[导读] 随着RTK技术的不断发展和成熟,它已广泛应用于地形测绘等工作中。
         姜  伟1  葛璐婷2
         身份证号码:37068619860915****    身份证号码:41072819890508****  
        摘要:随着RTK技术的不断发展和成熟,它已广泛应用于地形测绘等工作中。测绘人员应加强对RTK技术特点及相关误差分析方法的了解,准确把握技术应用要点,充分发挥RTK技术在地形测绘中的优势,提高地形测绘的质量和效率,为工程建设提供有力的技术支持。
         关键词:RTK技术;地形测绘;技术应用
         基于载波相位差原理的RTK技术不仅可以实现差分实时定位,还可以有效提高定位精度。在RTK技术的实际应用中,基准站和卫星载波相位的接收任务主要由移动站完成,并对相位差进行动态处理和分析,从而获得移动站的实时坐标,有效提高定位测量的及时性和准确性。因此,RTK定位技术被广泛应用于地形测绘等工作中。与全站仪经纬仪测量等传统测绘技术相比,RTK技术在测绘精度、测量效率和操作方便等方面具有突出的优势。因此,测绘部门应加强对RTK技术的研究,准确把握其技术应用的要点,促进我国测绘技术的现代化。
         1 RTK定位技术在地形测绘中的应用综述
         1.1 RTK定位技术类型分析
         目前,RTK技术应用于地形测绘时,可根据实际情况采用单基站或网络RTK作业模式。所谓单参考站RTK技术,就是在参考站上设置卫星信号接收装置,对卫星进行观测,同时流动站接收参考站和卫星的载波相位数据,实时处理两者之间的相位差,从而利用参考站已知的坐标求解流动站的坐标,从而完成定位测量。网络RTK技术是在多个参考站上同时设置接收装置,形成参考站网络,利用数据处理中心对多个参考站获得的观测数据进行联合处理,完成移动站的实时定位和坐标计算。CORS系统是一种典型的网络实时传输系统,已经得到了广泛的应用。
         1.2 RTK技术在地形测绘中的应用要点分析
         在应用RTK定位技术进行控制测量时,测量人员应合理确定测量区域内的GNSS控制点数量,并均匀分布这些点,以确保能够满足测绘任务的需要。
如果采用RTK定位技术,流动站和参考站之间的距离应控制在10km左右[1]。设置参考站时,参考站的位置应相对较高,周围无高度角超过15的障碍物,周围无无线电信号干扰源,射频选择应错开作业区内其他无线电通信频率,以免影响参考站与移动站之间的数据传输。
        当采用网络RTK技术(CORS)时,流动站在基准站网络覆盖范围内不受作业距离限制。
        測绘人员应按照测绘任务要求以及待测区域的具体范围来选择相应的坐标转换方法。在测量过程中,应确保流动站能够观测到的有效卫星数不少于5个,PDOP值小于6且取得固定解。此外,在测量时应尽量避开电离层活动相对比较激烈的时段,以防止信号受到干扰。?
        2 RTK定位技术的应用优势分析?
        应用RTK定位技术进行控制测量时,能够快速完成控制网点的布设而且可以利用流动站快速直接测量控制点的坐标数据,因此其测量效率比较高。同时测绘人员可以直接利用高精度控制点进行基准站的设站,并通过移动站来完成复杂地形区控制点的测量,对通视条件的要求相对较低,能够更好的适应复杂地形下的控制测量要求。此外,RTK定位技术还能够有效降低工程测量成本,提高测量精度,为工程项目的规划建设提供更加准确学测绘数据。应用RTK定位技术进行细部测量时,测绘人员应对流动站周围的细部地形地貌点进行详细的测量,并将地物编码以及相关的测量数据输入到电子手簿中[2]。在工程测量中还可以利用RTK定位技术进行放样测量。测绘人员可以在RTK控制器中输入半径、放样起终点坐标以及曲线转角等各项参数,就可以十分便捷的完成放样测量任务,同时还可以自动完成放样坐标的转换。此外,还可以RTK定位技术来进行工程变形监测,以便及时掌握工程基础位移沉降等情况。由于RTK技术具有较高的测绘精度,且能够适应复杂条件下的测绘需要,因此能够对不同环境、不同目标进行高标准高精度的测量。

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        3 地形测绘中RTK定位技术应用实践分析?
        3.1 控制点的布设?
        以某县域地形测绘为例,其地形测绘比例尺要求为1:1000,应用RTK定位技术进行测量完成测区的控制测量和大部分地形测绘。在测绘工作中,测量人员应首先充分利用已有的各等级控制点成果。本测区及附近可利用的已有成果有:2个C级省级GPS控制点、2个D级PS控制点以及2个二等水准点。所选择的GPS控制点均包括1980西安坐标系以及WGS-84坐标两套成果,1985国家高程基准高程成果,并进行了实地勘查检核,在此基础布设了测区控制网。根据测区范围及地形测绘的需要,共计布设了12个二级点。?
        3.2 控制点测量?
        在施测时主要通过RTK1+1模式进行控制测量工作。首先测量人员在测区范围内及周边的共选择了分布较均匀的3个已有高等级控制点,并通过联测方式进行七参数解算,其最大平面残差为0.02m,而最大高程残差则为0.03m并对其他C、D级点进行测量检核,其较差应符合ΔX和ΔY均在0.03m以内,而ΔH则应在0.05m以内的精度标准,而后方可对各个控制点进行测量。?
        控制点施测以及复核要点:?
        3.2.1 虽然RTK定位技术能够快速高效的完成定位测量,但个别点仍存在产生粗差的可能性,所以测绘人员应注意复核测量结果的准确性。测绘人员应根据测绘要求对手簿和流动站的天线高、七参数以及差分格式等参数设定的正确性进行严格的检查,为基准站和移动站接收设备之间实现数据交流奠定良好的基础。?
        3.2.2 在施测过程中,测绘人员应先选择流动站周边C级或者D级的1到2个控制点进行2个测回的检测,确保其点位较差在5cm以内才能继续施测。?
        3.2.3 在采集控制点数据前应初始化测量设备,对同一控制点应采集3次数据,且3次测量结果之间的差值应符合测量标准要求。如差值较大超出允许的范围时,应重新进行测量。?
        3.2.4 应在其取得固定解,平面收敛精度不大于20mm且高程收敛精度不大于30mm达到稳定状态后再记录观测数据,所有测回均应持续60s左右的观测且观测有历元数应不少于20个,此外测回间隔时间应达到1min以上[3],各测回平面和高程较差均不大于4cm时取中数为最终结果。?
        3.3 地形碎部测量?
        RTK碎部点测量时,可以使用控制测量时的坐标系转换参数,也可以在测区通过点校正方式获取,转换残差平面不宜大于3cm,高程不宜大于5cm。测量时应保持流动站取得固定解状态,数据采集前和采集结束时应在控制点上进行检核,当有RTK测量有困难的地物地貌点时,应用全站仪或者其他仪器补测。?
        4 结语?
        RTK技术不仅能够有效提高测绘的质量和效率,而且可以降低测绘成本,减轻测绘人员的工作强度,因此被越来越广泛的应用于地形测绘等工程测量工作中。测绘人员应准确把握RTK技术的应用要点,不断总结实践经验,大胆进行技术创新和改进,进一步提高RTK技术的测绘精度以及时效性,有效控制测绘误差,从而更好的满足地形测绘等测绘工作的实际需要,促进我国测绘技术水平的全面提高。?
        参考文献:?
        [1]王婷. RTK定位技术在地形测绘和工程控制测量中的应用[C].江苏省测绘学会2011年学术年会论文集,2011:39-40.?
        [2]周斌. GPS RTK技术在工程测量中的应用研究[J].城市地理, 2016, (16):72.?
        [3]夏海方. GPS-RTK技术在工程测量中的应用探析[J].建筑工程技术与设计,2015,(24):195-195.
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