RTK技术在新农村建设测绘中的应用
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摘要：本文结合沈阳市新农村测量工程中，对采用了RTK定位技术进行地形图测绘的应用实例。说明RTK定位技术能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，不仅能够达到厘米级的定位结果。而且在测量中大大缩短了作业时间，提高了生产效率，节约了生产成本。
关键词：RTK定位技术；基准站；数字测图；数据采集
1引言
进行社会主义新农村建设，必须先对农村的地形现状进行测绘，生产出符合社会主义新农村建设需要的数字地图，为新农村建设的总体规划提供决策依据。本文以新农村建设中，测绘1:1000数字化地形图实践为例，具体介绍RTK技术用于地形图测绘的情况。
2 RTK概述
2.1 GPSRTK测量原理
RTK测量技术是以载波相位观测量为依据的实时差分GPS测量技术，是GPS测量技术中的一种新的突破。其作业方法是：在基准站上设置一台GPS接受机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给流动站。在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。使用动态GPS测量技术，测量人员只需在完成初始化后，短时间就能获取点的坐标。
2.2 RTK系统组成
RTK测量系统一般由三部分组成：GPS接收设备、数据传输系统和实施动态测量的软件系统。GPS接收设备至少包含1台基准站GPS接收机和一台流动站GPS接收机；数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，这是实现实时动态测量的关键设备；软件系统具有能够实时解算出流动站三维坐标功能，并对保障实时动态测量结果的精确性与可靠性具有决定性意义。
2.3 GPS―RTK测量中坐标的转换
在测量过程中通常使用的是北京54坐标系、西安80国家坐标系和一些地方坐标系，而GPS卫星观测的坐标系统为世界大地坐标系（WGS-84），需要和通常使用的坐标系进行转换，坐标转换主要有两种方法，一种是使用已有的静态数据，求出转换参数。另一种是采取现场采集的方法，通过键入一定数量控制点的地方坐标系，然后在这些控制点上采集WGS-84坐标，通过点的校正拟合出最佳转换参数。
3作业依据及使用的测量设备
（1） CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》。
（2） GB 12898-91《国家三、四等水准测量规范》。
（3） GB/T 7929-1995《1:5001:10001:2000地形图图式》。
（4） CJJ 8-99《城市测量规范》。
（5） CH1002-1995《测绘产品检查验收规定》。
（6） CH/T 1004-2005《测绘技术设计规定》。
（7） CH/T 1001-2005《测绘技术总结编写规定》。
（8） GB14804一7《1:5001:10001:2000地形图要素分类代码》
使用的仪器为6台易测E650型双频RTK接收机。南方 CASS6.1绘图软件，笔记本电脑4台及相关通讯设备。其中，一台接收机作为基础站使用，其他五台作为流动站。
4 利用RTK接收机进行外业数据采集
4.1 基准站的架设
基准站的点位选择应便于安置接收设备和操作，视野应开阔。基准站须远离大功率无线电发射源（如电视台和微波站等），并远离高压输电线路。基准站附近不得有强烈干扰接收卫星信号的物体。
基准站的间距须考虑GPS电台的功率和覆盖能力，应尽量设在相对较高的位置，以获得最大的数据通讯有效半径。按要求连接好一切连线后，打开接收机，输入基准站的WGS-84坐标、天线高、链路的连接方式。待电台指示灯显示发出通讯信号后，流动站即可开展工作。基准站接收机接收到卫星信号后，将载波相位观测值和测站的三维坐标信息，经数据传输发射电台发送给流动站，一个基准站提供的差分改正数可供数个流动站使用。
4.2 流动站的工作
通过手薄建立项目，对流动站参数进行设置，该参数必须与基准站电台相匹配，用已知点的平面坐标和现场采集的WGS-84大地坐标进行点校正。接通流动站接收机和电台后，接收机在接到GPS卫星信号的同时，也接收到了由数据通讯电台发送来的伪距差分改正数和载波相位测量数据。这个过程所需时间不到1min，只要接收到4颗卫星和基准站的信息，测量人员即可在短时间内获知所测点三维坐标。采用RTK技术进行测图时，选择“测量/RTK测量”，进入碎步点测量功能。在点位精度合乎要求的情况下，仅需一人携带流动站RTK接收机在待测的碎部点上观测一两秒钟，同时在现场画出地形草图，以便内业编图。
4.3 数据的处理
白天外业采集数据后，晚上应及时将测得的数据进行内业数据处理。在电脑上用CASS6.1软件结合白天所画草图进行内业成图，为保证成图的正确性和准确性，对编辑后的地形图进行实时检查。RIK数据的下载应用易测数据传输软件进行，输出数据的格式选择“cass.dat”实现了RTK数据和测图软件的数据格式的统一，为业内成图做好准备。绘制地形图时打开CASS6.1改变图像比例尺为1:1000，启用展点命令，将上述数据文件名输入，然后根据外业所绘草图，人机交互编辑，连接成图。
4.4RTK测量的精度分析
根据测图规范要求，图跟点对于最近三角点的平面位置中误差不得超过图上±0.1mm，换算成实地点位误差分为±10cm。RTK测点的点位中误差为±（1.5-2.0）cm，完全能够满足精度要求。
4.5 RTK测量的误差来源及削弱措施
应用RTK技术在数字测图时，有卫星星历误差、卫星星钟误差、多路径效应，还有在作业时的基准站的对中误差等。作业时以下几点需引起注意：①电离层的影响，主要是基准站与流动站之间的距离较远或高差较大时，或者卫星高度角较小时，这种误差能达到5―10cm，在作业时应尽量避免；②多路径效应的影响，在树林、河流旁边等一些地段测量时，应适当延长观测时间；③高程拟合方面的影响，大地水准面模型的精度高低也直接影响到内插值的精度，应用易测E650型双频RTK接收机进行点校正拟合时，采用两个点的高程数据拟合时的精度要要好于三个以上点。
5RTK测图与全站仪测图的比较
传统的数字测图就是采用全站型电子速测仪（全站仪）进行的。测图原理就是通过测取已知点和未知点之间的平距和方位角，来求取未知点的坐标，因此，在测图之前需要布设图根控制网，并对图根点有要求，要求两图根点之间必须通视。全站仪测图每组需要3人，1人操作仪器，2人扶棱镜并随时绘制草图。全站仪测图劳动强度大，作业时间长，已知点和未知点之间的距离有限制，距离越长，误差越大，并且有误差积累，影响作业速度。全站仪测图必须有通讯设备，否则测站上的观测员就无法和测点上扶棱镜的人员联系，影响作业速度。而采用RTK技术测量时，不仅可以省去布置图根控制网这一项工作，更可以使人员的使用达到最优化，即人人都是司镜员，最大程度的提高了工作效率。而且RTK测量没有误差的积累和传递。
6 结束语
在社会主义新农村建设中， GPS―RTK测量技术在数字化地形图的生产中得到了实践的检验，是一种技术和经济都可行的方法，在社会主义新农村的建设及规划设计中有一定的推广价值。
参考文献
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【2】赵卫林.RTK定位技术在地形图测绘中的应用.科技信息 2007-16
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【4】高志强.测绘工程中GPSRTK技术的应用实例.测绘与空间地理信息 2006 -06
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