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摘 要：本文详细介绍了RTK技术的基本原理及其在市政工程测量中的技术优势,并对RTK技术在市政工程测量中的应用,尤其是RTK测量精度方面进行了阐述,同时分析了RTK测量技术在市政工程测量中会出现的误差及其控制措施.
Abstract：ThispaperintroducesindetailthebasicprincipleofRTKtechnologyanditstechnicaladvantagesinmunicipalengineeringmeasurement,andelaboratesitsapplicationinmunicipalengineeringmeasurement,especiallyRTKmeasurementprecision,atthesametimeanalyzestheRTKmeasurementerrorinthemunicipalengineeringmeasurementanditscontrolmeasures.
关 键 词：RTK技术；市政工程测量；应用
Keywords：RTKtechnology；municipalengineeringmeasurement；application
中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）28-0234-02
0引言
目前国内的市政工程测量业虽然已经开始使用电子全站仪等比较先进的仪器设备,但是还是无法代替传统测量方法,而传统的测量方法会受到通视况与作业条件限制,作业强度较大,且效率较低,已经无法满足市政工程测量的新要求.而GPS技术应用于市政工程测量已经成为铁板铮铮的事实,GPS静态或者快速静态所建立的总体控制测量方法逐渐被越来越多的人接受并应用在生产实践中,但是市政工程测量技术的提升还需要靠应用RTK技术.
1RTK技术的基本原理
目前我国GPS系统所提供的定位精度一般在10m左右,而为了获得更高、更准确的定位精度,工程上就采用差分GPS技术,RTK（RealTimeKinematic）技术就是差分技术之一,它主要是对两个测站载波相位观测量进行实时处理的差分方法,其工作原理是在已知点上观测的GPS卫星上安装1台GPS接收机,使其采集到的载波相位观测量,调制至基准站电台载波之上,再经基准站的电台发射；流动站观测GPS卫星和采集载波的相位观测量时,还能经流动站的电台接收基准站的电台所发信号,通过解调获得基准站载波相位的观测量；流动站GPS接收机会再利用OTF技术自基准站载波相位观测量及流动站载波相位观测量来求得整周模糊度,之后得出厘米级的精度流动站位置.
RTK的核心技术就是初始的整周模糊度快速解算的过程,数据链的传输需具有高可靠性及强抗干扰性.RTK技术系统的原理尽管很复杂,但是自应用方面去理解,还是比较简单、方便的,只需接收足够数量卫星,同时卫星呈现较好几何分布,基准站和流动站之间数据通讯较好,便能进行测量.现阶段RTK技术已经深入国民经济及社会生活的方方面面,并发挥着比较重要的作用[1].
2RTK在市政工程测量中的技术优势
市政工程测量与其他工程测量不同,它具有其自身特点：①市政工程大部分为狭长带状,假设全部采用静态GPS实行首级布控之后再利用导线进行加密,或者均采取静态GPS测量,工作量必会加倍,无法达到工程进度要求；②国内普遍存在土地资源紧缺问题,因此业主与设计单位在地形图的测量精度这方面的要求逐步增高,大量控制性的地物均要求符合优于分米级精度,地形测量工作量就会大大增加.RTK在市政工程测量中的应用恰好能解决以上问题.RTK能够完成地形图的测绘、中桩的测量、纵横断面的测量等各项工作.测量时间为2-4s,精度均能达到1-3cm,整个测量的过程无需进行通视,其常规的测量仪器存在的优点有：
2.1作业的效率高通常高质量的RTK基准站设站1次就能测完半径为4km内的测区,减少传统测量需要的控制点的数量及测量仪器搬站的次数,在普通的电磁波环境中几秒内就能获得一点坐标,提升作业速度,节省外业费用,还能避免由粗差或者误差累积而造成的返工现象.
2.2定位的精度高由于RTK技术定位精度较高,数据准确性也高,也无误差积累现象.只需满足RTK技术基本的工作条件,在4km的半径范围之内,RTK技术平面精度与高程精度均能符合厘米级标准,其精度及效率都比较高.
2.3作业自动化和集成化的程度高测绘功能比较强大的流动站可实行内装式的软件控制系统,就能进行自动化多项测绘功能,减少辅助测量的工作,减少人为造成的误差,从而确保作业精度.
2.4作业条件的要求低RTK不要求其两点间的通视,只需要满足其两点间的电磁波通视,因此与传统的测量相比,RTK受到通视条件、能见度和气候等因素的影响和限制较小.另外,RTK还具有操作简单,可视性强,数据的处理能力好等优点[2].
3RTK技术在市政工程测量中的应用
3.1RTK在测量地形方面的应用因为RTK测量能够显示所测地点的三维坐标,所以可利用它测量地形和地物点,实际操作中可对独立地物所测量的序号进行连接,测量市政的检查井坐标的时候,需要沿井编号进行连续测量,并实行注明,记录该点序号及其特征值,外业结束之后,再依据草图绘制出地形图,内业则采用数字化的成图软件,注意需由同一人进行外业测量,并绘制草图之后,再由此人绘制地形地物图[3].
3.2RTK在控制测量方面的应用RTK测量理论上完全能够满足控制测量的规范对Ⅰ级导线点位的误差要求.如进行市政道路的放桩测量,需通过采取一点法复核及分析离基准站1km-6km处的某些四等GPS的控制点,并发现其高程的最大差值为4.2cm,平面坐标的分量最大差值在2.9cm左右,才能满足规范对Ⅰ级导线点精度的要求.市政工程中如果要求测绘1：1000的数字地形图,测出其区长与宽分别是7.2和0.65km,整个测区均采用双频的GPS接收机,均匀布测5个四等的GPS点以及21个一级的GPS点,并联测四等水准的高程.由于现阶段的规范还没有明确规定GPS测量及采集数据方法、数量等,因此在实际的测量时可采取有效手段,对其检验校核,提高其测量数据准确性[4].
4RTK测量技术出现的误差及其控制措施
RTK测量技术出现的误差及其控制措施有：①信号传播误差：信号需经过电离层与对流层,在其中传播常常发生延迟现象,还会受到接收机附近环境的反射,造成其信号传播误差.可采取技术措施将大部分电离层与对流层的误差消除,多路径效应的误差受到环境影响大,因此,应削弱多路径效应影响测量成果；②接收设备误差：接收机位置一旦出现误差,或者接收机自身有缺陷,导致其不够完善,出现误差.针对此种误差,需要选择性能较好的接收设备,从而削弱多路径的效应误差；③数据链误差：外部的无线电干扰会造成误差,而设备内部的噪声也会出现误差.这类误差与天气状况、作业环境和作业时间有关,因此要合理选择适合作业天气、作业环境和时间,并加强设备质量性能检测及控制,从而最大程度地消除误差；④卫星误差：与卫星相关的误差,可采取差分技术进行消除；⑤基准误差：有WGS-84坐标系直接向地方坐标系进行转换的过程中发生的模型误差、已知的控制点误差和高程拟合模型误差这三种.它们将会经基准站带入流动站结果之中,因此,必须重视此类误差,同时设法消除它.
5结束语
RTK技术应用于市政工程测量中,使市政工程测量和作业的方法都发生了革命性变革,从根本上提高了测量的精度及效率.随着社会进步及科技的不断发展,尤其是网络RTK技术日臻完善,现存的很多弊端会逐渐被削弱或者消除,RTK技术在市政工程测量的领域内发展空间较大,它会逐渐代替常规测量,成为测量技术中的领头羊.