摘要：文章以建筑工程项目为例，介绍了RTK在图根控制测量中的应用。分析了利用RTK进行图根控制测量的优点，数据解算的方法以及对精度的检查验证。RTK图根控制测量自动化程度高，定位精度高，数据安全可靠，操作简单，作业速度快，劳动强度低，非常适合大规模的数字化地形图测量。
关键词：RTK；图根控制测量；基准站；已知点检核比较法；重测比较法
传统的采用导线（网）方法进行图根控制测量，不仅费工费时、要求点间通视，而且精度分布不均匀。采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法虽然精度高，但速度慢并且在外业测设过程中不能实时知道定位精度，一旦测设精度不合要求，还必须返测。利用RTK进行控制测量不受天气、地形、通视等条件的限制，操作简便、随机性强；工作效率比传统方法提高数倍，大大节省了人力；不仅能够达到导线测量的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差累积问题。RTK进行控制测量，能够实时确定定位精度，只要点位精度满足要求，就可以停止观测，可以大大提高作业效率。
RTK（Real Time Kinematic）即实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTKGPS）技术。它由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成。其工作原理是在已知高等级点上（基准站）安置1台接收机为参考站，对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度。
一、工程概况
建县城及周边地势平缓开阔，西北高、东南低，呈扇形自西北展向东南，海拔0-15米，属平原地区，气候干燥、多风。交通便利。测区位于东经：118°52′～118°58′，北纬：39°21′～39°27′之间。西至健康路，西南至坨港铁路内侧；东至汀会毛公路向南延至唐港高速公路内侧（取整图幅）；南至唐港高速公路内侧；北至北外环外侧并向东延至汀会毛公路。包含城区及前庞河、后庞河、麻坨、东高各庄、西高各庄、兰坨、独幽城、韩坨等村；主要道路为坨港铁路、唐港高速、外环路、唐港路、平大路、青乐路等；另有长河纵穿建县城。总面积44平方公里。其中实测22.2平方公里、修测21.8平方公里。东西最宽处为6.6公里、南北最长处为8.9公里。测区边界示意图如图1所示：
二、RTK测量方案
（一） RTK测量技术要求
RTK测量技术要求见表1～3：
表1 RTK平面测量主要技术要求
表2 RTK高程测量主要技术要求
表3 RTK参考点等级及转换残差要求
（二） 图根控制点位标石埋设
图根控制点埋设永久性的标石或钢钉或木桩，埋设牢固。点位埋设完毕后，保证其有足够的稳定期，待点位稳定后进行下一步外业观测。
控制点统一编号：R***，示例说明见图2，用红油漆书写。
图2 控制点统一编号示例说明
（三）收集测区已有控制成果
开始测试前，收集能够完全覆盖且分布均匀的测区内12个D、E级控制点（LT40、LT41、LT47、LT53、LT55、LT57、LT59 、LT62 、LT64 、LT67 、LT70 、LT71）作为图根控制测量的校准和起算点。
（四）求定测区转换参数
对测区进行RTK测量，要求实时得出待测点在建地方坐标系中的坐标，因此，坐标转换问题就显得尤为重要。实际工作中需要将GPS观测的WGS84坐标转换为建地方坐标系。对于WGS84到国家平面坐标（如北京54坐标）的转换，可以采用高斯投影的方法，这时需要确定WGS84坐标与国家平面坐标（如北京54坐标）两个大地测量基准之间的转换参数（三参数或七参数），需要定义三维空间直角坐标轴的偏移量和（或）旋转角度并确定尺度差。但通常情况下，对于一定区域内的测量应用，往往利用更高等级的控制点成果求取“区域性”的地方转换参数。因此本测区采用上面提到的12个D、E级控制点的静态数据进行校准。直接将控制点的WGS84坐标和建地方坐标输入手簿，利用随机软件求解WGS84坐标系到建地方坐标系的转换参数，由于D、E级控制点平差解算后的精度较高，转换后各点的残差分量实际在1～2mm ，远小于规范要求的5cm。
（五）基准站的选择及设置
RTK定位的数据处理过程是基准站和流动站之间的单基线处理过程，基准站和流动站的观测数据质量好坏、无线电的信号传播质量好坏对定位结果的影响很大，基准站位置的有利选择非常重要。RTK测量中，流动站随着基准站距离增大，初始化时间增长，精度将会降低，所以流动站与基准站之间距离不能太大，一般不超过10km范围。本测区南北向最长为8.9km。因此在测区内任一点设站均能保证上述要求。当然考虑到基准站上空无卫星信号或大面积遮盖的影响、RTK数据链通讯的无线电干扰以及提高基准站无线架设高度和安全性等要求，我们在作业过程中选择点LT42、LT48、LT57、LT71作为基准站。
（六）测量前的质量检查
为了保证RTK的实测精度和可靠性，进行已知点的检核，避免出现作业盲点。研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%，RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此必须进行严格质量控制。主要采用以下两种方法：
1．已知点检核比较法。用RTK测出已知控制点的坐标进行比较检核，发现问题即时采取措施进行改正（见表4）：
表4 已知点检核比较表（单位m）
2．重测比较法。每次初始化成功后，先重测1~2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量。最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果（见表5）：
表5 RTK重测比较表（单位m）
（七）内业数据处理及精度分析
RTK测量数据处理相对于GPS静态测量简单，用TGO软件处理接收机导入的测量数据(*.dc)，直接可以将坐标值输出和打印，得到控制点成果。为检验RTK控制点的实际精度，RTK测量结束后，用全站仪对相互通视的点比较，边长间距中误差为0.013米，高差（△H）最大较差为0.029米，最小为0.001米。结果表明所测点精度良好。可以看出， RTK实测精度完全符合导线测量精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差累积问题。实测的边长、高差值与测量坐标反算值比较（见表6）：
表6 边长、高差检核比较表（单位m）
三、结论
与传统的导线测量比较，RTK图根控制测量自动化程度高，实时提供经过检验的成果资料，无需数据后处理。具有在不通视条件下远距离传递三维坐标的优势，并且不像传统导线测量方法容易产生误差累积，定位精度高，数据安全可靠。操作简单，作业速度快，劳动强度低，节省了人力、财力，提高了外业作业效率。可以说RTK技术非常适合大规模的数字化地形图测量。
参考文献
[1]邱新斌．RTK图根控制测量及其精度检验[J]. 现代测绘, 2003, （5） .
[2]詹家民. RTK技术在沈阳市区图根控制测量中的应用[J]. 北京测绘, 2003, （1）.
[3]全球定位系统(GPS)测量规范[S].北京：测绘出版社，2001.
[4]刘永昶，牛仁义. RTK图根控制测量及其精度检验[J]. 测绘通报， 2002，（4） .
作者简介：郭昕（1978－），男，河北中色测绘中心工程师，研究方向：工程测量、航测与遥感；武娟（1978－），女，河北中色测绘中心工程师，硕士，研究方向：3S技术；胡龙华（1979－），男，河北中色测绘中心工程师，硕士，研究方向：3S技术。
