摘要：文章主要举例介绍RTK技术在公路（交通）、电力建设工程、工业园区（填土方）的应用及具体的作业流程，并对RTK技术在城市工程测绘应用上的局限性进行了探讨，RTK技术在控制测绘和地形测绘上具体明显的优势。
关键词：RTK；城市工程测绘；控制测绘
随着高新技术的飞速发展，传统的测绘方法正逐步被不断涌现的新现代测绘技术所取代，如GPS的出现曾引起过测绘技术的革命，使得测绘精度和效率得到一定程度的提高。现今，差分GPS（DGPS）是最近几年快速发展起来的一种新的测绘方法，RTK技术的全称是Real Time Kinematic，意思是实时动态测绘技术，又被称作载波相位差分技术，是根据载波相位观测的结果来进行的实时差分GPS测绘技术，同时结合了数据传输技术和GPS技术的优点，也是将GPS技术应用在了更广的领域，给工程放样、地形测图等各种控制测绘工程提供了新的技术方式和手段，这也就最大限度地提高了外业作业的效率，并且能够很好地保障作业的效果。由于RTK技术在外业测绘的过程中能够随时获得工程测绘定位的结果，并可以保证定位的精确性，同时也能够进行全天候的连续观测，所以RTK技术的应用范围就逐渐扩展到更多的方面，并取得了良好的实践效果。
一、RTK技术在城市工程测绘中的应用
城市工程测绘是在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测绘工作的理论、方法和技术的总称，它属于城市测绘（城市测绘）的重要组成部分，城市工程测绘的应用非常广泛，在城建、地质、铁路、交通（道路）、房地产、水利、电力、能源、航天和国防等各种工程建设部门均有所涉及。
新的RTK技术在城市工程测绘中主要运用在控制测绘和地形测绘两个方面：一是控制测绘。随着当今城市建设的飞速发展，一些位于地面的测绘控制点常常会因为遭到破坏而影响工程测绘的正常进行，如能快速精确地提供控制点直接影响着测绘工作的进度和效率。传统的测绘方法费工费时且精度不高，而GPS静态测绘虽精度较高，但不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则需要返工。应用RTK技术可以实时知道外业定位的结果与定位精度，在作业效率上具有明显的优势，在精度方面也可以通过试验来验证。二是地形测绘。现今的地形测绘普遍采用全站仪，在实际作业中，全站仪测绘劳动强度大，作业效率低，且多次的移站使得误差产生累积，让精度难以保证。RTK因其特殊性或进行全天候连续观测，在地形测绘中显示出优势，但也因其局限性，许多地方数据可能难以采集。将RTK与全站仪进行联合测图，相辅相成，则可实现优势互补，从而可高效率、高精度、低工作量地完成地形测绘的工作。而在实际应用中，我们可发现，RTK可很好地运用在以下几种城市工程测绘中：
1.公路（交通）测绘
随着城市建设发展的需要，城市公路（交通）益显得重要，而随着公路等级的提高，对公路测绘提出更高的要求。RTK在公路测绘中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集等方面。随着RTK技术在公路勘测中的应用，公路勘测作业流程的改革已上了一个新的台阶，一次性外业测绘完成工作目标已成为可能，其不仅作业效率高、测绘精度高（目前其定位精度可以达到厘米级）、工作流程少，还可大为减轻测绘作业人员的劳动强度。但一般而言，RTK技术一般用于测区范围较大、必须考虑地球曲率影响的公路测设。
2.电力建设工程测绘
电力工程测绘是市政电力工程建设中一项重要的内容，按照其作业服务对象一般分为厂站工程测绘、电力线路测绘、送电工程测绘及施工工程测绘等内容。电力建设工程中的线路测绘一般跨程较大，沿线通视情况不好，用普通的测绘方法不能很好地完成测绘任务，故常采用RTK进行线路测绘。定线测绘是送电线路工程勘测阶段三大测绘任务之一，其要求测绘人员根据设计坐标定好转角点，选定线路的走向，并根据当地的地形地貌设置一些直线桩和方向桩。RTK技术系统随机携带软件具有定性功能，在实际测绘中可实时给出流动站的当前位置相距直线的距离和偏离直线的角度，进而引导流动站慢慢接近线路直线；当流动站与线路方向实现重合时，便可根据现场情况确定两个转角塔之间的直线塔的位置，从而测定其高程和坐标。
2.工业园区（填土方）测绘
城市建设中，常出现大量的工业园区规划建设，一般而言，园区的地势相对平缓，高大建筑物较少，对视空影响不大。在园区已有的大比例尺地形图的基础上，可直接施测控制点或碎步点，运用RTK技术只需在网中每个碎步点上停留一两分钟，即可获得每个点的坐标与高程，结合输入的点的相关信息，构成网状所有碎部点的数据，在室内即可用软件成图。
除上述工程测绘外，RTK因其在控制测绘和地形测绘方面的优势，还被广泛应用于地籍、房地产测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中，如近几年出现的将一个地区的所有测绘工作成为一个有机的整体的CORS系统就是基于RTK技术上新应用。
二、RTK技术的作业流程
1.内业准备
在进行RTK外业测绘前，应事先收集好测区的小比例尺地形图，必要时还应进行野外踏勘，根据城市工程测绘的特点完成内业的准备工作。其主要包括以下四方面的内容：（1）根据工程项目设定好工程名称。（2）若已知坐标转换参数，则输入手簿（一般此参数未知）。（3）若无坐标转换参数，应整理测区的已知控制点资料，让控制点应尽可能均匀分布在测区周围，使得所测点均在已知点的包围之内，尽可能避免从一端向另一端无限制的外推。控制点所处的位置和周围的条件应符合GPS作业的要求。
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2.求定测区转换参数（一般采用此方法）
城市工程测绘普遍是在地方独立坐标系上进行的，须对地方独立坐标系和WGS-84坐标系进行坐标转换。根据城市总体规划和工程的实际需要，求定测区转换参数具体方法是：在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点，获得各点的WGS-84坐标和地方坐标系下的坐标，利用同一点的两种坐标求出转换参数。在此过程中需注意的是：至少选用4个以上的控制点进行观测和求数，可得到多种点的匹配方案，从而可检验转换参数的精度和准确性。
3.基准站的选定与架设
基准站的架设是顺利实施RTK的关键程序之一。它的安置应满足下列条件：（1）视空无遮挡，在10。截止高度角以上的空间不应有障碍物。（2）邻近不应有强电磁辐射源，比如移动通信基站、电视发射塔等，以免对RTK电信号造成干扰，其距离应不得小于200米；周边不应有GPS信号反射物，如大幅的金属面场馆、大面积水面和大型建筑物等，以防止出现多路径效应。（3）基准站最好选在地势相对高的地方以利于电台的作用距离，城市测绘的首选是在测区高大建筑物上。（4）基准点应有正确的已知坐标，且地面稳固，便于仪器的稳定。
三、4RTK施测步骤
野外作业时，将基准站安置在选定的控制点上，找开接收机输入点号、天线高度、已知点的坐标；设置完毕后检查接收的GPS卫星数至少有5颗。检查电台发射指示灯是否正常，至此基准站设置完成。对流动站选择与基准站电台相匹配的电台频率，检查电台接收指示灯是否为正常，检查接收卫星颗数至少有4颗，流动站可开始测绘任务。先是联测1～2个已知控制点，评定测绘精度，满足设计要求后可开始测绘任务。实时动态RTK数据处理相对比较简单，外业测绘采集的实测坐标可通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。
四、RTK技术在城市工程测绘应用中存在的局限性
目前，RTK技术对城市工程测绘来说，具有广阔的应用前景，但也因城市特殊的环境使得其应用也存在一定的局限性，当然，每一种新的技术在投入使用的时候也总会有不尽人意的地方，RTK技术也不例外，经过实践证明，RTK技术的作业流程中的干扰因素包括卫星信号、数据链传输问题、多路径误差等，这些因素会使RTK技术的测绘精确性大打折扣，所以在实际应用中要综合考虑到各种有利或者不利的情况，尽量扬长避短，将技术优势发挥到最大限度。
具体表现在以下几个方面。
1.卫星信号问题。现今全球卫星系统位置常基于美国位置进行最佳考虑，对于其他国家在某一确定的时间内可能还不能很好地被卫星覆盖，故而容易产生假值。此外，在RTK施测过程中，其初始化需至少5颗卫星，在城市特殊的环境中，高楼密布将影响卫星覆盖，且卫星接收不好的地方，会存在无法初始化的情形，或许不能得出固定解。
2.数据链传输问题。实时动态RTK的测绘与数据链的性能有关。在城市地区，由于高楼大厦的屏蔽或其他各种高频信号源的干扰，数据链传输质量会在传输过程中出现衰减（甚至是严重衰减）或是数据链传输不稳定，流动站与基准站之间的信息不能对接，使得RTK作业无法进行。
3.有效距离问题。电台功率以及数据链传输质量的局限性将限制RTK作业的有效距离，即流动站和基准站的距离。RTK作业的有效距离越远，其测绘结果的误差将越大，一般而言，流动站和基准站的距离超过一定数值（一般为几千米，不同机型在不同的环境又各不相同）时，测绘结果误差将会超限，因而RTK的实际作业有效距离比其理论设计的要小很多。根据实际作业经验表明，基准站和流动站之间的距离最好限制在6km以内。
上述三种因素直接影响了RTK在城市工程测绘中的应用，因而，在城市遮蔽地方，例如房屋密集区域，或是有大量高频辐射源的区域，RTK将无法确定其坐标位置，仍应采用常规测绘方法。
五、结语
RTK技术应用在城市工程测绘中，不仅可全天候、高精度、高效度地进行作业，还可避免常规测绘中可能出现的众多困难，其完全可用于城市控制和地形测绘。当然，RTK技术快速、灵活的作业方式有赖于了卫星信号、稳健的数据链传输、较小的多路径效应等外界条件，在城市环境下犹显得突出，甚至有时会出现无法正常作业的情形，这就需要我们不断地完善RTK技术，不断改进其作业方式。伴随着RTK技术的日益成熟，其作业一体化、测绘及处理自动化、测绘和控制手段智能化、高端技术集成化的发展趋势必将更好地服务于城市工程测绘。
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论文作者:柴瑞毅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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