1 引 言

隨著GPS RTK測(cè)量技術(shù)的日益成熟，它在測(cè)量領(lǐng)域中已得到了廣泛的應(yīng)用。它不僅省時(shí)、省力，不受時(shí)間、氣候條件和兩點(diǎn)間通視狀況的限制，而且具備測(cè)量精度高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)城鄉(xiāng)一體化國(guó)土資源管理、規(guī)劃建設(shè)管理的城鄉(xiāng)測(cè)量工程項(xiàng)目提供了理想的測(cè)量手段。本文結(jié)合實(shí)際測(cè)量工作，就RTK測(cè)量的工作原理、作業(yè)方式、城鄉(xiāng)測(cè)量工程的應(yīng)用實(shí)例、在測(cè)量中應(yīng)注意的問(wèn)題作簡(jiǎn)要的探討。

2 RTK測(cè)量的工作原理

RTK(Real Time Kinematic)測(cè)量技術(shù)是載波相位實(shí)時(shí)差分的GPS測(cè)量技術(shù)。RTK測(cè)量系統(tǒng)主要由一個(gè)基準(zhǔn)站、加一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)站、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)三大部分組成。RTK測(cè)量時(shí)，基準(zhǔn)站將接收到的所有衛(wèi)星信息及其基準(zhǔn)站信息一起由通訊傳送給各流動(dòng)站，流動(dòng)站用動(dòng)態(tài)作業(yè)模式在接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的同時(shí)還接收基準(zhǔn)站傳送的信息，在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。在觀測(cè)到四顆以上的初始化衛(wèi)星后，就達(dá)到固定解的要求，RTK測(cè)量手簿就實(shí)時(shí)顯示出流動(dòng)站的點(diǎn)位坐標(biāo)，就可以采集到測(cè)量點(diǎn)位坐標(biāo)。

RTK測(cè)量是基于 WGS—84地心坐標(biāo)系統(tǒng)，其全部觀測(cè)值及解算結(jié)果屬于WGS—84系統(tǒng)。我們江陰地區(qū)目前一般采用的是1980西安坐標(biāo)系、1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)或江陰地方坐標(biāo)系統(tǒng)，因此要將RTK測(cè)量所得到的WGS—84坐標(biāo)系成果轉(zhuǎn)換為1980西安坐標(biāo)系、1954年北京坐標(biāo)系或江陰地方坐標(biāo)系成果，要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換就必須準(zhǔn)確知道它們與WGS—84坐標(biāo)間的轉(zhuǎn)換參數(shù)（平移因子、旋轉(zhuǎn)因子、尺度比例）。根據(jù)不同測(cè)量工程項(xiàng)目的要求，進(jìn)行控制點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)匹配、轉(zhuǎn)換得到不同測(cè)量工程項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換參數(shù)，有了合格的轉(zhuǎn)換參數(shù)，各流動(dòng)站才能測(cè)出準(zhǔn)確的點(diǎn)位坐標(biāo)。

3 RTK測(cè)量的作業(yè)方式

應(yīng)用RTK測(cè)量非常靈活和方便，根據(jù)不同的測(cè)繪項(xiàng)目和要求可采用不同的作業(yè)方式，常用的有下列幾種不同的作業(yè)方式。

3.1 地形圖測(cè)量工程的作業(yè)方式

在進(jìn)行RTK測(cè)量中，對(duì)于一般的各類(lèi)地形圖測(cè)量、竣工測(cè)量項(xiàng)目，不需要實(shí)時(shí)提交測(cè)量成果，可直接在WGS—84坐標(biāo)系下進(jìn)行RTK測(cè)量，順便聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)，到內(nèi)業(yè)再進(jìn)行控制點(diǎn)數(shù)據(jù)匹配解算，經(jīng)過(guò)編繪成圖，再提交所需成果成圖。
3.2 定點(diǎn)、放樣測(cè)量工程的作業(yè)方式

一般已知點(diǎn)沒(méi)有對(duì)應(yīng)的WGS—84坐標(biāo)時(shí)，定點(diǎn)、放樣測(cè)量工程必須先測(cè)定已知點(diǎn)對(duì)應(yīng)的WGS—84坐標(biāo)，先求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。流動(dòng)站一般先聯(lián)測(cè)到三個(gè)已知點(diǎn)的WGS—84坐標(biāo)，求出準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換參數(shù)后方可進(jìn)行定點(diǎn)、放樣測(cè)量。

3.3 在已知點(diǎn)有對(duì)應(yīng)的WGS—84坐標(biāo)情況下的作業(yè)方式

如果有的控制點(diǎn)成果同時(shí)具有WGS—84坐標(biāo)，或測(cè)區(qū)已有GPS點(diǎn)作為靜態(tài)控制網(wǎng)資料，可選擇條件好的已知GPS點(diǎn)安置基準(zhǔn)站，直接輸入已有的WGS—84坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，即可開(kāi)始RTK作業(yè)，實(shí)時(shí)提供1980西安坐標(biāo)系、1954年北京坐標(biāo)系的坐標(biāo)成果或江陰地方坐標(biāo)系坐標(biāo)成果，流動(dòng)站可以直接到待求點(diǎn)上流動(dòng)觀測(cè)，完成測(cè)量項(xiàng)目。

3.4 不同時(shí)間利用同一個(gè)文件的作業(yè)方式

一個(gè)工程上午未完成，流動(dòng)站可先關(guān)機(jī)，基準(zhǔn)站可不關(guān)機(jī)（或先關(guān)掉下午測(cè)量時(shí)再開(kāi)機(jī)），在下午可直接打開(kāi)流動(dòng)站繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。一個(gè)項(xiàng)目一天未完成，第二天繼續(xù)作業(yè)或過(guò)一段時(shí)間后再測(cè)量，只需將基準(zhǔn)站架在原來(lái)的點(diǎn)位上，利用上次的測(cè)量文件，調(diào)用WGS—84成果，輸入新的儀器高，設(shè)置基準(zhǔn)站，就可以打開(kāi)流動(dòng)站進(jìn)行測(cè)量。

3.5 RTK 1+n的作業(yè)方式

RTK 的1+n是指一個(gè)基準(zhǔn)站，用n個(gè)流動(dòng)站同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。n個(gè)流動(dòng)站可以同時(shí)測(cè)量同一個(gè)項(xiàng)目，還可以同時(shí)測(cè)量n個(gè)不同的項(xiàng)目，也可以同時(shí)測(cè)量不同坐標(biāo)系的項(xiàng)目，只需流動(dòng)站能有效地接收到足夠的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站的電臺(tái)信息。
3.6 控制點(diǎn)測(cè)量的作業(yè)方式

用RTK儀器進(jìn)行控制點(diǎn)的加密測(cè)量非常方便，它可以實(shí)時(shí)地提供控制點(diǎn)的成果。先擇點(diǎn)安置基準(zhǔn)站，在RTK工作范圍內(nèi)聯(lián)測(cè)具有水準(zhǔn)高程的已知點(diǎn)，求出轉(zhuǎn)換參數(shù)，精度達(dá)到要求后方可進(jìn)行控制點(diǎn)的測(cè)量。在控制點(diǎn)加密測(cè)量時(shí)，流動(dòng)站用三角架安置，儀器嚴(yán)格置平和對(duì)中，準(zhǔn)確量取儀器高，采集一定的歷元數(shù)，以保證控制點(diǎn)的測(cè)量精度。

3.7 已知點(diǎn)達(dá)不到RTK測(cè)量要求時(shí)的作業(yè)方式

在控制點(diǎn)稀少的地區(qū)，由于在基準(zhǔn)站的工作范圍內(nèi)，已知點(diǎn)達(dá)不到RTK所需要的數(shù)量和精度時(shí)，就要先將接收機(jī)改用靜態(tài)測(cè)量模式，用靜態(tài)測(cè)量方式加密控制點(diǎn)。然后，再用RTK的動(dòng)態(tài)作業(yè)模式進(jìn)行RTK的測(cè)量工作。

4 RTK在城鄉(xiāng)測(cè)量工程中的應(yīng)用實(shí)例


4.1 項(xiàng)目概況

在江陰市某鎮(zhèn)有兩個(gè)測(cè)量項(xiàng)目,項(xiàng)目A是某房產(chǎn)公司在該鎮(zhèn)建設(shè)占地面積100畝的拆遷安居小區(qū)，原狀地形、雜草樹(shù)木繁多，通視情況較差。該項(xiàng)目要求：（1）根據(jù)江陰市國(guó)土局提供的控制點(diǎn)和界址點(diǎn)坐標(biāo)成果（江陰地方坐標(biāo)系），在實(shí)地放出了6個(gè)用地界址點(diǎn)，確定用地范圍。（2）根據(jù)建筑總平面設(shè)計(jì)圖資料和控制點(diǎn)成果（1954年北京坐標(biāo)系），在實(shí)地放出12個(gè)建筑工程勘察點(diǎn)位。項(xiàng)目B是位于鳳凰山的250畝礦山復(fù)墾竣工測(cè)量工程，需提供江陰地方坐標(biāo)系的測(cè)量成果。這兩個(gè)工程項(xiàng)目在同一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，根據(jù)項(xiàng)目位置與各控制點(diǎn)位的分布情況，國(guó)土局在該鎮(zhèn)已布有江陰地方坐標(biāo)系的GPS控制網(wǎng)，選擇鎮(zhèn)政府大樓頂上具有GPS控制網(wǎng)成果的控制點(diǎn)G315設(shè)置基準(zhǔn)站，項(xiàng)目A、項(xiàng)目B均在RTK有效工作半徑覆蓋范圍內(nèi)，也可以聯(lián)測(cè)到濱江大道、鎮(zhèn)澄公路上的1954年北京坐標(biāo)系的已知點(diǎn)C111、C116、C210、C215（如右圖所示）。

4.2 測(cè)量方法

我們使用了RTK為T(mén)opcon— Hiper Pro型1+2接收機(jī)，另配Topcon GPT-3002LN型全站儀1臺(tái)，測(cè)量技術(shù)人員4名，工具車(chē)1臺(tái)。我們首先送2人為甲組，到鎮(zhèn)政府大樓頂上安置基準(zhǔn)站。同時(shí)，用車(chē)輛送乙組的2人到B項(xiàng)目礦山復(fù)墾竣工測(cè)量工地，利用RTK和全站儀相結(jié)合的辦法進(jìn)行測(cè)量，乙組共用3小時(shí)完成礦山復(fù)墾竣工測(cè)量項(xiàng)目。甲組基準(zhǔn)站設(shè)置好以后，汽車(chē)接上甲組，先到鎮(zhèn)澄公路和濱江大道聯(lián)測(cè)1954年北京坐標(biāo)系的已知點(diǎn)，先用1954年北京坐標(biāo)系的已知點(diǎn)成果進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，放出12個(gè)勘察點(diǎn)位。然后，再用江陰地方坐標(biāo)系的已知點(diǎn)成果進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，放出了6個(gè)用地界址點(diǎn)位。共用3小時(shí)完成了測(cè)量工作。

4.3 實(shí)例分析

項(xiàng)目A用RTK聯(lián)測(cè)已知點(diǎn)、用于放點(diǎn)、放線(xiàn)測(cè)量，不受測(cè)量點(diǎn)間通視條件和控制點(diǎn)遠(yuǎn)離測(cè)量工地的限制，定點(diǎn)放樣測(cè)量方便快捷。項(xiàng)目B，礦山復(fù)墾竣工測(cè)量，高差較大、地形復(fù)雜、樹(shù)木較多，我們選用RTK和可免棱鏡測(cè)量的全站儀進(jìn)行施測(cè)，在測(cè)量中，用RTK測(cè)量與全站儀測(cè)量相互結(jié)合，兩臺(tái)儀器起到了取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果。RTK在測(cè)量工程中方便靈活，可以同時(shí)有多個(gè)測(cè)量小組使用多個(gè)流動(dòng)站完成多個(gè)不同的測(cè)量項(xiàng)目，可以測(cè)量控制點(diǎn)，也可以測(cè)量碎部點(diǎn)。

AB兩個(gè)測(cè)量項(xiàng)目與控制點(diǎn)的距離都很遠(yuǎn)，利用RTK測(cè)量這兩個(gè)項(xiàng)目，都省略了繁重復(fù)雜的控制測(cè)量工作，4個(gè)人僅用半天的時(shí)間就完成了AB兩個(gè)測(cè)量工程；單一傳統(tǒng)的全站儀通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量、碎部點(diǎn)測(cè)量，完成兩個(gè)測(cè)量項(xiàng)目需要4人3天以上才能完成，與之相比，利用RTK測(cè)量極大地減少了測(cè)量工作量。AB兩個(gè)測(cè)量項(xiàng)目是典型的城鄉(xiāng)一體化測(cè)量項(xiàng)目，由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村的控制點(diǎn)很少，更顯出RTK測(cè)量技術(shù)在控制測(cè)量方面的優(yōu)越性，與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，在精度上、效率上有了質(zhì)的飛躍，為企業(yè)提高了經(jīng)濟(jì)效益、為社會(huì)提供了更便捷的服務(wù)。

5  RTK測(cè)量中應(yīng)注意的問(wèn)題

雖然RTK測(cè)量技術(shù)在完成城鄉(xiāng)測(cè)量工程中具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但還存在著一定的局限性，在測(cè)量中還應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
（1）要根據(jù)RTK接收機(jī)的特性和測(cè)量項(xiàng)目要求的情況下，有利于衛(wèi)星信號(hào)的接收、有利于作業(yè)范圍的覆蓋，選擇好安置基準(zhǔn)站的點(diǎn)位。
（2）控制點(diǎn)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，一定要查看轉(zhuǎn)換后的比例因子應(yīng)在1附近。如果相差太大，表明已知點(diǎn)成果有錯(cuò)誤,要重新聯(lián)測(cè)控制點(diǎn)。
（3）為確保測(cè)量精度,RTK高度角設(shè)置在10度以上,限定RTK的測(cè)量精度,選擇固定解數(shù)據(jù)采集模式。測(cè)量時(shí)保持RTK對(duì)中桿汽泡準(zhǔn)確居中，選擇恰當(dāng)?shù)臍v元數(shù)。
（4）遇到在高壓輸電線(xiàn)下測(cè)量時(shí)，由于磁場(chǎng)的影響不能及時(shí)獲得固定解，一般先要在線(xiàn)外達(dá)到固定解后再進(jìn)入輸電線(xiàn)下進(jìn)行測(cè)量。
（5）在建筑物高大密集的城鎮(zhèn)、廠(chǎng)區(qū)測(cè)量，RTK因建筑物的遮擋，衛(wèi)星信號(hào)的接收將受到很大的局限，只能選擇空曠地帶先測(cè)量控制點(diǎn)，配用全站儀完成測(cè)量項(xiàng)目。
（6）在RTK測(cè)量中，有時(shí)會(huì)受到衛(wèi)星的空間分布狀態(tài)的影響,不能及時(shí)達(dá)到固定解的狀態(tài),為了保證測(cè)量精度,需要等候測(cè)量時(shí)段。

6 結(jié)束語(yǔ)

RTK測(cè)量技術(shù)在國(guó)土、規(guī)劃、房產(chǎn)、交通、水利、電力等行業(yè)的城鄉(xiāng)測(cè)量工程中已得到充分應(yīng)用。利用RTK完成城鄉(xiāng)測(cè)量工程，方便、快捷、測(cè)量精度高、經(jīng)濟(jì)效益好，但還要通過(guò)靈活應(yīng)用來(lái)?yè)P(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮RTK測(cè)量技術(shù)在城鄉(xiāng)測(cè)量中的作用。