工程测绘中RTK测量技术特点与应用分析_黄婷.pdf

研 发 应 用INDUSTRIAL INNOVATION 产业创新研究117作者简介：黄婷，女，江苏苏州人，助教；研究方向：工程测量、地理信息系统、遥感。工程测绘中RTK 测量技术特点与应用分析黄 婷（江苏城乡建设职业学院，江苏常州 213000）摘要：目前，我国工程测绘技术有了全面提高。RTK 测量技术的应用是 GPS 技术研究发展的科学成果，从一定程度上看，它全方位取代了传统的测量方法，达成了相对高精度、高效率的测量方法。RTK 测量方法虽然具备许多技术优势，但也或多或少地存在一些技术上的不足。鉴于国家测绘科学技术领域的不断深入研究，这些问题逐步得到优化、完善和进一步提升。目前，RTK 测量技术仍呈现并显示出强大的发展趋势，具备相当大的潜力。基于此，本文就工程测绘中 RTK 测量技术特点以及应用进行分析探究。关键词：工程测量；RTK 测量技术；应用RTK 测量技术是测绘数字化和技术标准化建设中形成的一种崭新的，与众不同的工程测量数据通信方式。它是在国家现有测绘信息技术的基础上，建设单位在对测绘和工程现场测量数据处理的某些方面的研究工作以及需要解决的几个问题基础上开发和应用的。其中，在获得 CPS 通信系统传输的现场测量数据信息后，借助基站无线电系统将信息数据传输给用户站，是一种根据 RTK 网络的定位测量和传输的结果。借助这套传输技术，用户还能够随时随地对测绘项目现场获取的各种测量数据信息进行自动跟踪、分析和整理，并能够直接测量项目的定位条件数据量和精度要求等，对测量实行计算机智能控制。一、RTK 测量技术GPS 测量技术以及由此衍生出来的各种智能、高效的测控系统产品也在很多行业得到应用和推广，其中就涵盖 RTK测量技术。RTK 测量技术的一个核心工作原理主要是得以准确、实时、快速地处理在两个载波相位基站之间测量时形成的相位差方法。第一步是将参考站所需数据中的载波电平和载波相位值准确、顺序地发送给各个用户接收机。第二步是进行微分分解。过去人们选用的静态测量、快速静态测量技术和快速动态测量技术被认为是新型、快速、可靠、高效、实时、高精度、性能强大的 GPS 定位测量系统的核心技术1。很多时候，只需要在事后进行精确测量和计算，就能够直接测量出相应精度等级的实际测量的精度结果，而 RTK测量技术正是目前得以真正做到在野外实时、快速获得厘米级精度测量精度的测量方法。RTK 测绘技术系统的研制逐步成功，使得野外地形全自动数字化控制下的一连串高精度新型测量系统的建设，其中包含复杂野外地形曲线的三维测量和绘制、工程地形的 3D 测量和放样系统取得了突破，完成了测量技术发展新里程碑的重大历史性科学进步，进一步提升了当代大比例尺野外复杂地形图数字化测量效率。二、RTK 测量技术在工程测绘中的应用优缺点在工程测绘中，RTK 测量技术的应用具备一定的优势，但也存在诸多不足，无法保证工作质量。具体涵盖以下几点：（一）RTK 测量技术应用优势分析从某种角度来看，这对于工程测绘，应用 RTK 测量技术后，能够拓宽工作范围，动态获取数据信息，突出其实时性优势，应用能够进一步提升测量工作效率，减少施工企业成本，进一步提升其经济效益。同时，RTK 测量技术的应用能够进一步提升测量精度，减少误差问题。在实际应用期间，技术操作方法比较简单，数据处理工作也比较方便，能够保证测绘工作质量和数据的可靠性。（二）RTK 技术的应用劣势在应用 RTK 测量技术的过程中，还存在一些因素影响工程测绘质量。首先，在实际应用期间，卫星技术应用容易出现问题，测量工作效果得不到保证。在卫星限制的情况下，测量结果的准研 发 应 用产业创新研究 2023.7 第14 期118确性会降低。例如，在山区进行工程测量时，受树木和高山影响，卫星信号受阻，严重影响工程测绘进度。同时，受天气条件影响，测绘问题时有发生，工作质量得不到保证2。其次，在数据传输工作中，容易受到一些外界环境信息的直接影响，从而致使数据传输不畅，甚至信号衰减，严重因素测绘工作的开展。同时，鉴于地形条件的效果，也会出现信号采集问题，无法保证工程测绘的准确性。最后，部分工程测量区域高差较大。RTK 测量技术在应用过程中，容易受到地形影响，从而致使高程精度问题，工程测绘质量得不到保证。三、RTK 技术在工程测绘中的具体应用（一）室内部分的准备工作从某种角度来看，这对于岩土工程基础测绘工程师来说，一定要充分了解各种测绘地形，有时测绘工作人员需要亲自进行多次现场调查。其中，要真正在岩土测量领域找到出路，快速提升 RTK 技术的整体应用和效率，需要做好行业部分人员的技术准备和培训工作。与预想不同的是，业界转制所需的相关准备及工作程序较多，主要涵盖以下四个主要方面所需的转制工作：第一，重命名坐标测量的项目名称，通常要完全依据原来的名称进行；第二，预先确定的需要再次转换的测量参数，借助手动输入自动进入手册，但通常在测量实际操作转换的过程中，很多坐标的转换参数其实是全未知的；第三，对整个测区内所有控制点的相关地质资料进行分类整理，并对分析后得到的数据进行科学分析整理，确保测区内所有地质资料映射出控制点信息分布均匀，整个野外测区基本控制在地质控制点数据覆盖范围内；第四，数据放样时，需要定期将数据的坐标信息输入系统，以全方位进一步提升野外采集放样作业时的定位精度。（二）对坐标具有的转换参数进行确定从某种角度来看，对于一般的大型项目和测绘单位来说，事实上，现场工程测绘系统基础工作内容的有效顺利实施，其实离不开专业技术工作的多方配合，经常会涉及空间坐标信息的空间转换等各种技术问题。鉴于实际选用的 RTK 测绘技术在进行测绘活动的同时，多数情况下需要再次转换为当地的参考坐标，因此 RTK 技术明显优于传统的测绘技术。对基准坐标再次转换的程度和相应的测绘标准在技术上的要求相对较高。首先，只需借助采集的转换点坐标信息来初步确定参数。这个参数转换和采集过程，结合一般和通常的应用情况的实际需要，大致能够分为两步：首先，静态设置每个待测坐标区范围内的多个 CPS 坐标控制点的信息，然后统一设置坐标点，获取下一个待测点的坐标信息；其次，借助获取同一点测量信息表中可能包含的至少两个坐标点，并进行换算得到测量参数值，从而进行初步测量值确定。事实上，通常在一些实际测量参数任务之后进行测量。在很多情况下，大多数情况是为了能够进一步保证测量参数转换后实际测量结果的准确性需要综合考虑选定的几个实际观测数据点，再结合各观测坐标点的值，计算出实际转换后的测量参数3。（三）科学、合理选择观测基准点RTK 测量技术的应用，在进行实际技术应用测试时，首先要合理选择测量参考点。其中，所选择的观测数据参考点参数是否准确、合理，将直接对数据传输的准确性形成较为直接的影响。选择设置观测参考点的位置应当需要满足以下要求。第一，设置观测参考点的位置时，位置不能太固定，可酌情选择几个未知的观测点。同时，也可以选择周围的几个已知点进行观测。在实践中进行地面观测和测量数据时，能够将已知点被认为是地面观测的优选点。第二，借助遥感卫星信号传输，借助相关通信技术，及时采集参考点等相关地面数据信息。但是，在实际接收和运任务时，卫星信号还是会或多或少地受到很多其他外部因素的直接影响，比如障碍物、高差大、运行卫星的数量等因素的影响，它对接收卫星信号的准确性有直接影响。因此，在正确选择卫星观测位置的参考点和坐标点时，不仅要保证同时有十五颗或以上的卫星，还要考虑尽可能合理地选用卫星。选对位置选地势比较高的好地方，目视空域覆盖效果会好一点。这是需要考虑的重点，因为应当需要选择以上三个最佳位置，才能使在卫星上观测到的数据更加稳定和准确。第三，在卫星参考点周围布置时，也可以提前设置自动反射接收 GPS 信号的装置，避免卫星信息传输不准确或完全错误数据链系统、干扰现象频繁发生或造成信号丢失和损坏等，保证参考点周围卫星周围半径区域大于 200 米的信息交换不受外界人为干扰。第四，对卫星出现的天线问题要充分研究，及时考虑，将天线再次架设在卫星接收机最北端的位置，避免卫星系统出现信号盲区。（四）工程测量领域中 RTK 测量新技术的工程实践应用随着城镇化的发展及其进程速度的不断加速，城市基础设施工程建设的市场规模将不断发展壮大，进而对建筑相关方面、工程测绘技术提出更高层次的要求以及更高的质量要求。RTK 测量技术的迅速出现，在某种角度上来看客观上推动了市政工程自动化测量行业的进一步发展，并逐渐在整个市政工程数字化测量系统中发挥着越来越重要的作用。RTK技术及其在市政工程测量过程中的普遍应用，是工程开始前的一连串基础准备技术工作，需要组织开展放样等内部数据采集准备工作，设置用户满意线路的起点坐标、拐点坐标等线路信息数据，最后导入相关信息数据进入野外电子手册中待放样线的坐标库数据中。在数据采集点位置范围的合理选择以及设置和管理的要求上，应尽可能考虑跟随现场人工和加配电桩作业人员的日常操作，便于维护和选用现场设施，研 发 应 用INDUSTRIAL INNOVATION 产业创新研究119保证符合现场数据信息的合理采集精度和运行效率要求等各种相关设置原则4。在参考站设置的站址空间设置和选择等条件上，可以合理地将参考站设置及其站址空间限制在中线数据范围的限制区域放样，允许场地空间的设置尽可能设置在较大的区域。在较低的开阔区域和较宽的开阔区域之外尽可能高，防止建筑物或周围磁场环境引起的电磁场辐射，并注意尽可能满足 GPS 静态测量站设计的相关限制。在野外地形坐标测量采集活动正常进行过程中，参考站一般应将参考接收机位置参数的设置应用到参考点周围的点或参考点周围的位置，应与相应设置的测量参考系统参数设置同步。移动站一般也会进行同样的情况，所以要同时结合设置进行设置，同时借助修正后得到相应位置。二是借助 RTK 测量等新技术手段开展流动地形坐标测量。RTK 测量系统能够直接做到卫星信号对区域地面的定位和图像信息数据的快速实时呈现。在区域卫星信号接收较好的区域空间，RTK 软件能够自动做到区域卫星信号实时对区域空间进行准确、快速、方便地测量区域地形数据。计算机完成区域地形数据的准确实时测量后，也可借助野外数字化位图分析软件从旁协助测量现场。整个过程中的图像采集与处理、图像映射可在现场快速、轻松地完成。（五）水利工程测量领域中 RTK 测量新技术的工程实践中应用在各种水利工程的测量设计领域中，测量仪器的准确度和精密度起着不可或缺的作用，直接影响甚至决定着勘察设计工作的质量、安全和质量。因此，在大中型水利工程计量仪表工程设计中，科学设计并采用安全、高效、可靠、经济的大型工程专用测控仪表技术方法就显得尤为重要。RTK 技术在水利工程现场控制测量工程应用新技术的引进与应用，在当前规模较大的水利工程勘察、设计、控制测量及系统工程研究中具备重要而广泛的应用。首先，运用当代 RTK 工程现场测量新应用技术手段，全方位开展工程建设现场平面规划和现场控制工程测量。水利工程控制网呈现出应用范围广、地形更加多样复杂、变化大等重要技术特点。过去主要用于 GPS 静态测量和 GPS 快速静态测量等测量方法5。促进达成控制点站网相互间的实时动态通信，具备比较符合预期的、稳定、可靠的地形和气候特征变化观测及环境适应能力。与预想不同的是，传统测绘技术其测量数据的精度已经不能完全满足当前的技术要求，需要考虑对测量系统进行再次设计，并且借助首次引入 RTK 水下测量系统新技术，有效做到了海上船舶的实时精确定位，测量系统的精度目标清晰明了。确保其水下航行作业的安全和高效，也意味着首次有可能大幅降低海上人工潜水作业的作业成本。其次，RTK 水下测量系统等新技术的应用也能够进一步开展水下测量。地下工程地形参数定位测量工作方法是国家地下、河流、海岛工程监测等地质工程坐标工程建设中非常关键和重要的一个环节，该坐标测量方法的工作领域主要观测范围涵盖定位和测深。与其他方法传统的定位、方位测量相比，RTK 测量的坐标技术几乎不再需要得以同时满足正负坐标之间视线的观测技术需求，很少受地形气候、能见度差异等一连串复杂物理因素的效果，也可用于快速做到三维高精度定位，以及误差值的空间分布在每个操作点区域能够更加统一。（六）测量并完成地形图时的 RTK 测量技术应用RTK 测量技术在工程测量环节的应用，能够省去布置图根控制的环节。借助布置较少的参考点，能够直接测量被测物体的坐标位置，然后将测量结果与专业测量软件结合选用。进行数字测绘。在测量和绘制地形图时，如果选用 RTK测量技术，只应当需要保证所选点的位置处于相对开阔的位置，就能够进行测量并获得相对准确的结果。在测量完成地形图时，通过采用 RTK 测量技术能够减少人员投入，并且该技术能够做到根据基站在其周围 20 公里范围内的精确测量，RTK 测量技术的应用能够进一步减少测量时间，进一步提升了测量数据结果的准确性。遇到路口时，测量员不需三个方向奔跑，省时省力。RTK 测量技术在实际应用中，能够同时连接并标注独立的地表物体测量序号，应当需要时应详细记录，其特征值标准应明确。完成勘测工作后，应结合绘制的草图，绘制出相对准确的地形图。如果实施是室内工作，能够借助数字测绘软件来实现6。四、结语总之，结合以上实践和探索，进一步提高了 RTK 测量技术的分析能力。作为相关技术人员，需要不断学习 RTK 测量技术，才能提高专业水平。希望借助进一步探索，为相关技术人员予以有效参考，为工程测量工作的顺利开展进一步打下良好基础。参考文献：1 周亚东，张涛，李志伟.工程测绘中RTK测量技术特点与具体应用 J.城市建设理论研究（电子版），2020（08）：40.2 王莉莉.工程测绘中 RTK 测量技术特点与具体应用 J.工程建设与设计，2019（16）：256-257.3 刘浩.GPS-RTK 测量技术在工程测绘中的应用和特点分析 J.智能城市，2019，5（08）：60-61.4 曲元航.解析工程测绘中RTK测量技术的应用与特点J.居舍，2019（03）：88.5 孟浩.GPS-RTK 测量技术在水利工程测绘中的应用分析 J.乡村科技，2018（34）：125-126.6 吴生鹏，张斌.工程测绘中 RTK 测量技术的应用与特点 J.城市建设理论研究（电子版），2018（33）：94.