RTK在城市测绘中的应用

　　摘要：本文介绍了RTK在城市测绘前的准备工作，探讨了RTK在城市路网补测中的应用，测图中加密图根点，以及如何减少高程误差的探讨等。
　　关键字：城市测绘，RTK基准站，应用，导线
　　1前言
　　随着城市建设步伐的加快，城区改造及扩张的进行，城市测绘任务越来越多，而且精度要求也越来越高。这样，引进GPSRTK设备，快速准确的测量控制点的三维坐标，已成为城市测绘的首要选择。因为它具有实时性、高效性的特点，给城市测量工作带来极大的方便，取得了良好的社会效益和经济效益，使所有测绘单位测绘工具的首选。
　　GPSRTK（RealTimeKinematic）技术又称载波相位动态实时差分技术，它能够实时地提供测量点在指定坐标系中的三维坐标（x,y,z），并能够达到厘米级的精度。RTK技术的出现可以说是测量技术史上的一场革命，由于其在野外作业时能够实时提供测量点的三维坐标，具备灵活、快速、省时、省力及精度高等优点，能极大地提高工作效率，深受众多测量单位的欢迎。
　　2RTK在城市测绘前的准备
　　2.1RTK转换参数的输入
　　RTK在使用前须输入转换参数，转换参数是由WGS-84球心坐标和城市独立坐标系求得。在没有WGS84坐标的情况下，我们可以利用RTK测量方法，以基准站为起算位置（这个起算位置的坐标由GPS接收机观测确定，是一个精度有限的大地坐标，但它不影响RTK观测的相对位置关系），确定各控制点之间相对精确的位置关系，并实时测定WGS84大地坐标。而每个城市都有自己的独立坐标系，根据每个城市独立的坐标系和WG-84球心坐标就能求得RTK的转换参数。当然淄博市也有自己独立的淄博坐标系，从而能计算出淄博市的RTK的转换参数。
　　为了减少投影时长度方向的变形给工程测绘中带来影响，淄博市根据自己的情况又在五区三县分别建立了各自独立的地方坐标系，这样转换参数的确定也各不相同，从而得出各地区准确的转换参数。
　　转换参数一般有7个，其中△X、△Y、△Z为平移参数，ΣX、ΣY、ΣZ为旋转参数，K为尺度比，通过随机软件便可求得转换参数。
　　2.2RTK基准站及流动站的建立
　　RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。
　　基准站一般建立在测绘范围相对固定、安全方便、位置比较高的地方，而且周围没有卫星遮挡和无线电干扰，必须避开电视塔、微波站、飞机场、高压线等。基准站的控制半径在10km左右为宜，最大不超过15km.。
　　基准站建立好，输入参数，就可以将其测站信息和接收到的卫星信号通过数据链传输给流动站，流动站通过无线电台接受基准站信息，同时接收卫星信号进行差分处理，进行初始化，并实时测得当地独立坐标的平面和高程。
　　在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。
　　3 RTK在路网补测中应用
　　随着城市扩建的加快，以及老城区的改造，城市测绘中的导线网已不能满足城市测绘的需求。其中老城市的部分导线点随着老城区的改造已经破坏了，城市扩建后，已有的导线点已不能控制整个测区，因此必须进行路网的补测。
　　淄博市张店区在2002年对张店城区周围以及城区内部已破坏的点进行了补测和增设，由于RTK的快速性、高效性等特点，因此我们用RTK进行了测绘。我们用的RTK是天宝4700“1+1”两台双频接收机。
　　3.1平面和高程的拟合
　　RTK在使用之前，要进行平面和高程的拟合。我们在张店区共用了13个分部均匀的一级导线点，进行了平面拟合，用了10个分布均匀的高程点进行了高程拟合，均在精度范围之内，符合要求。
　　3.2对已有导线成果的检测
　　我们用RTK对测区范围内已有40个一二级导线点的平面进行了实测，与基准站最大距离为10km，检测成果与原成果互差统计表见下表：
　　部分检查点成果

　　统计成果表

　　统计成果表

　　由上可见，高程符合精度要求。
　　3.4路网补测
　　当平面和高程检测没有问题时，便可进行路网补测，由于RTK不要求两点间通视，所以，可以任意补测，但距基准站最好不超过10km。为了方便以后全站仪使用，点与点之间最好能通视，且点分布均匀为宜。
　　同时，为了在测图中应用这些补测点，可根据工程需要，加密一部分图根点。图根点的加密可不受导线分布原则的限制，为测图方便，可随意布测，只要满足精度要求即可。
　　4RTK测点高程误差减少的探讨
　　RTK测量误差主要包括以下几个方面。
　　1.同信号传播有关的误差。包括电离折射、对流层折射和多路径效应误差。
　　2.同接收机有关的误差。接收机位置误差、天线相位中心位置误差及几何图形强度误差等。
　　3.外界环境影响。如车辆影响、无线电信号通道影响等。
　　RTK高程的测设，它取决于所联测水准点的数量分布、密度，当地的高程异常与基准站的距离等各种因素。
　　为了减少高程误差，应在测区均匀分布等级水准点，在RTK作业时，应联测这些水准点，从中发现该测区的高程异常值，同时不要离基准站太远，应把基准站尽可能布设在测区中央，以减少因距离而引起的误差。

《RTK在城市测绘中的应用》

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文章名称： RTK在城市测绘中的应用

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