阿不力孜·吾甫力

在城市規(guī)劃工作中，按照城市總體規(guī)劃的要求，要使用測(cè)量?jī)x器把規(guī)劃中的道路、樓區(qū)、各類管線工程設(shè)施測(cè)設(shè)到實(shí)地。隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的快速發(fā)展，RTK（RealTimeKinematic）測(cè)量技術(shù)也日益成熟，RTK測(cè)量技術(shù)逐步在測(cè)繪中得到應(yīng)用。RTK測(cè)量技術(shù)因其精度高、實(shí)時(shí)性和高效性，使得其在城市測(cè)繪中的應(yīng)用越來(lái)越廣。

RTK技術(shù)概述

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）測(cè)量系統(tǒng)，是GPS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的結(jié)合，是GPS測(cè)量技術(shù)中的一個(gè)新突破。RTK測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，其基本思想是：在基準(zhǔn)站上設(shè)置1臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位原理，實(shí)時(shí)地解算整周模糊度未知數(shù)并計(jì)算顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)站與用戶站觀測(cè)成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功，從而減少冗余觀測(cè)量，縮短觀測(cè)時(shí)間。

RTK測(cè)量系統(tǒng)一般由以下三部分組成：GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由基準(zhǔn)站的發(fā)射電臺(tái)與流動(dòng)站的接收電臺(tái)組成，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。軟件系統(tǒng)具有能夠?qū)崟r(shí)解算出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)的功能。RTK測(cè)量技術(shù)除具有GPS測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)具有觀測(cè)時(shí)間短，能實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)實(shí)時(shí)解算的優(yōu)點(diǎn)，因此可以提高生產(chǎn)效率。

RTK測(cè)量的特點(diǎn)

經(jīng)典的GPS測(cè)量不具備實(shí)時(shí)性，而不能用來(lái)放樣，放樣工作還得配備傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，RTK測(cè)量彌補(bǔ)了這一缺陷。放樣精度可達(dá)到厘米級(jí)。

RTK測(cè)量成果是在野外觀測(cè)時(shí)實(shí)時(shí)提供，因此能在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)進(jìn)行檢核，避免外業(yè)工作返工，如，整周求知數(shù)初始化情況和測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位精度等信息均可在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核對(duì)。

RTK測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)之一是快速解算載波的整周未知數(shù)。用經(jīng)典的靜態(tài)相對(duì)定位法，解得整周未知數(shù)并達(dá)到足夠精度，往往需要1個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間在RTK測(cè)量中，盡管初始化時(shí)間的長(zhǎng)短受到跟蹤觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)、幾何圖形強(qiáng)度、多路徑效應(yīng)、電離層干擾等諸多因素影響，但已可在數(shù)分鐘之內(nèi)完成。如借助快速動(dòng)態(tài)定位，約需3分鐘；如采用動(dòng)態(tài)環(huán)境下的初始化，約需1分鐘；如在已知點(diǎn)上進(jìn)行初始化，僅有幾秒鐘足夠。這樣，測(cè)量中即使遇到障礙物（如穿過(guò)橋下或通過(guò)隱蔽地帶）造成失鎖，也可在重新捕獲到衛(wèi)星后數(shù)分鐘內(nèi)完成整周未知數(shù)初始化，繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。

能夠在任何地方、任何時(shí)間接收到GPS信號(hào)，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站不需要通視，作用距離遠(yuǎn)（一般都在10km左右），全天24小時(shí)均可進(jìn)行RTK測(cè)量放樣。

完成基準(zhǔn)站的設(shè)置后，整個(gè)系統(tǒng)只需一人持流動(dòng)站接收機(jī)操作。也可設(shè)置幾個(gè)流動(dòng)站，利用同一基準(zhǔn)站觀測(cè)信息各自獨(dú)立開(kāi)展工作，提高作業(yè)效率。

RTK技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

城市控制測(cè)量

為滿足城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)測(cè)繪的需要，城市控制網(wǎng)具有控制面積大、精度高、使用頻繁等特點(diǎn)，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)導(dǎo)線大多位于地面，隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，這些點(diǎn)常被破壞，影響了工程測(cè)量的進(jìn)度，如何快速精確地提供控制點(diǎn)，直接影響工作的效率。常規(guī)控制測(cè)量如導(dǎo)線測(cè)量，要求點(diǎn)間通視，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度不均勻。GPS 靜態(tài)測(cè)量，點(diǎn)間不需通視且精度高，但需事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)知道定位結(jié)果，如內(nèi)業(yè)發(fā)現(xiàn)精度不符合要求則必須返工。應(yīng)用RTK技術(shù)將無(wú)論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

航測(cè)外業(yè)測(cè)量

像控點(diǎn)測(cè)量是航空攝影測(cè)量外業(yè)主要工作之一，采用RTK技術(shù)測(cè)量，只需在測(cè)區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近的高等級(jí)控制點(diǎn)架設(shè)基準(zhǔn)站，（若測(cè)區(qū)內(nèi)或測(cè)區(qū)附近無(wú)高等級(jí)控制點(diǎn)，可先加密），流動(dòng)站直接測(cè)量各像控點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，對(duì)不易設(shè)站的像控點(diǎn)，可采用手簿提供的交會(huì)法等間接的方法測(cè)量。像控點(diǎn)的精度要求對(duì)于RTK測(cè)量來(lái)說(shuō)是不難達(dá)到的。與傳統(tǒng)作業(yè)相比較，它不需要逐級(jí)布設(shè)控制點(diǎn)；與靜態(tài)GPS測(cè)量相比，縮短了作業(yè)時(shí)間，因而大大提高了作業(yè)效率，功效至少提高3～5倍。

線路測(cè)量

RTK測(cè)量技術(shù)用于市政道路中線或電力線中線放樣，放樣工作一人也可完成。將線路參數(shù)如線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器，即可放樣。放樣方法靈活，即能按樁號(hào)也可按坐標(biāo)放樣，并可以隨時(shí)互換。放樣時(shí)屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移動(dòng)，直到誤差小于設(shè)定的為止。

規(guī)劃監(jiān)督測(cè)量、放樣測(cè)量

建筑物規(guī)劃放線，放線點(diǎn)既要滿足城市規(guī)劃條件的要求，又要滿足建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求較高。使用RTK進(jìn)行建筑物放樣時(shí)需要注意檢查建筑物本身的幾何關(guān)系，對(duì)于短邊，其相對(duì)關(guān)系較難滿足。在放樣的同時(shí)，需要注意的是測(cè)量點(diǎn)位的收斂精度，如果點(diǎn)位收斂精度不高的情況下，強(qiáng)制測(cè)量則有可能帶來(lái)較大的點(diǎn)位誤差。在點(diǎn)位精度收斂高的情況下，用RTK進(jìn)行規(guī)劃放線一般能滿足要求。

勘測(cè)定界測(cè)量

在建設(shè)用地勘測(cè)定界測(cè)量中，RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)地測(cè)定界址點(diǎn)坐標(biāo)，確定土地使用界限范圍，計(jì)算用地面積，在土地分類及權(quán)屬調(diào)查時(shí)，應(yīng)用RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)測(cè)量權(quán)屬界限、土地分類修測(cè)，提高了測(cè)量速度和精度。

RTK技術(shù)還可用于地形測(cè)量、水域測(cè)量、管線測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量等方面。用RTK測(cè)圖，可不用布設(shè)圖根控制，僅依據(jù)少量的基準(zhǔn)點(diǎn)，即可直接測(cè)定地形地物點(diǎn)坐標(biāo)，如果用專業(yè)測(cè)圖軟件，通過(guò)電子手簿記錄即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)圖。在水下地形測(cè)量是，RTK能自動(dòng)導(dǎo)航和按距離或時(shí)間間隔自動(dòng)采點(diǎn)，只要將天線高量至水面，加水深改正后，即可高精度的實(shí)時(shí)測(cè)定水下地形點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由專業(yè)軟件成圖。

在城市測(cè)量中，RTK技術(shù)具有常規(guī)測(cè)量?jī)x器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但也有其自身的局限性。

RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可總結(jié)為以下五點(diǎn)：作業(yè)效率高，在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測(cè)完近8km半徑的測(cè)區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的搬站次數(shù)；定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒(méi)有誤差積累； RTK不要求兩點(diǎn)間通視，只要求滿足兩點(diǎn)間“電磁波通視”，因此，和傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，RTK技術(shù)降低了作業(yè)條件要求；作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大；操作簡(jiǎn)便，方便使用，具有可視性，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。

RTK技術(shù)自身的局限性主要表現(xiàn)在以下七個(gè)方面：受衛(wèi)星狀況限制；受天空環(huán)境影響；數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標(biāo)稱距離??；在高程異常現(xiàn)象；精度和穩(wěn)定性仍存在問(wèn)題；受GPS接收機(jī)上方遮擋物的限制；雖然近幾年GPS價(jià)格有所下降，但仍然過(guò)于昂貴。

RTK在城市規(guī)劃測(cè)量中有著廣泛的運(yùn)用，比傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，有著省時(shí)省工且精度高等特點(diǎn)，但其在碎部測(cè)量中的應(yīng)用還是有一定的限制。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，主要注意事項(xiàng)是基準(zhǔn)站選擇要在比較中心、位置空曠開(kāi)闊的至高點(diǎn)上，且周圍無(wú)磁場(chǎng)的影響，這樣流動(dòng)站接收的信號(hào)好。宜用雙頻接收機(jī)連接支架觀測(cè)。

作者單位：塔里木油田分公司塔西南勘探開(kāi)發(fā)公司