RTK智慧化信息作业系统在城市测绘中的应用

RTK智慧化信息作业系统在城市测绘中的应用

韩升学

西藏自治区建筑勘察设计院   西藏拉萨  850000

摘要：无人机的出现为测绘技术发展带来了新的助力，不仅可以解决传统测绘技术中存在的问题，还能提高测绘工作效率。无人机结合高精度的激光扫描仪器、ＧＰＳ以及惯性导航系统组成的无人机激光雷达测绘系统是一项综合性较强的应用系统，它简化了不必要的生产环节，并提供了更加丰富的数据信息，能够直接有效测量三维现实世界，并且具有全天候作业、数据精度高、层次细节丰富等优点。对于地形地貌较为复杂的区域，采用无人机机载雷达测绘技术不仅可以简化测量工序流程，增强测绘的时效性与高效性，还可以保障测量作业人员的人身安全并节省人力成本和时间成本，保障测绘工作的有序开展。

关键词：RTK智慧化信息；作业系统；城市测绘；应用

引言

西藏自治区自然资源厅结合“不忘初心，牢记使命”主题教育活动，深化“放管服”改革，优化涉密数据审批流程，开展西藏测绘成果目录服务与审批系统建设，努力做到让数据申请人“只跑一次腿、只进一道门”就能按照涉密数据申请使用要求，完成涉密数据申请使用的办理工作，提高对社会公众的服务能力和服务效率。随着自然资源部在全国新型基础测绘体系建设试点的不断探索和实践,各地对新型基础测绘建设有了进一步的认识和体会。临沂市围绕支撑经济社会发展和自然资源管理,努力提升测绘地理信息工作的能力和水平,按照国家总体部署要求,开展了城市级一体化新型基础测绘建设探索和实践。城市测绘工作是一项复杂而又繁杂工作，其方法多种多样。因此，有关部门应根据地区地理、气候、自然环境、测量内容及测量精度等因素，选用合适测量方法。

1.RTK技术的基本原理

RTK又被称之为载波相位差分技术，该技术通过采取相位差分法进行测量，需要合理运用WGS-84坐标，运用处理基准站与流动站的载波进行观测，通过对重的观测值差分方式进行合理测量。RTK测量时，通过运用数据传输与数据处理技术，融入定位技术观测基准站接收设备所检测的载波数信息，通过利用通信链将基准站坐标传输到接收机设备当中，随后运用流动站的数据信息，通过运用的GPS技术观测的数据实施处理，从而获取精准的定位数据信息以及定位结果。

2.RTK技术应用分析

RTK定位技术是在载波相位观测值的基础上发展而来的实时动态定位技术，它以实时性、准确性、高效性、操作性、简便性等多种优势在测量领域得到了广泛应用，在工程测绘、道路放线、坐标点定位等多方面发挥了重要作用。其主要是将测站点在所制定的坐标系中显现出来，实现三维定位，数据精度达到厘米级。同时在RTK技术操作模式的构建下，基准站可利用数据链将观测的数值和测站坐标的具体信息传输到流动站。流动站再将采集的GNSS卫星数据、利用数据链收集的基准站信息，遵循定位原理，对整周模糊度未知数进行实时解算，同时还对流动站的实时精度和地处坐标数值进行计算。通过对基准站和流动站数据的监测与分析，能够帮助专业人员随时掌握质量情况和计算结果，通过对各种数据的判别和调整，在不影响测量结果的同时，进一步提高了实时数据精准度。

3.传统ＲＴＫ测量的特点

传统ＲＴＫ测量具有以下特点：①单人操作，在野外危险性大；②工作效率低，若使用传统ＲＴＫ测量，３人需要１０ｄ才能测完５０万ｍ２；③人员负担重，外业工作量大，需布设大量地面控制点，无法在地形复杂地区作业。无人机Ｍ３００ＲＴＫ测量具有以下特点：①单人操作，简单容易；②工作效率高，测量５０万ｍ２从布置相控点到测量完成只需要３０ｍｉｎ。②数据完整性高，可直接获取地面三维坐标，利用集成的机载ＰＯＳ定位姿系统直接记录三维坐标信息；③外业工作量少，仅设少量地面基站，供后期差分处理，坐标系进行国家／地方坐标转换，需测量部分坐标转换控制点；④可对高边坡、森林茂密的丛林等人员不便到位的区域进行测绘，确保人员安全。

4.RTK智慧化信息作业系统在城市测绘中的应用

4.1城市控制网建设及工程测量

在城市测绘工作中，需要建设控制网，为发挥出GPSRTK技术的优势奠定良好基础，同时也是保障测绘数据精度重要基础。地面控制网是一种紧密的网络结构，可以根据地面的控制和监控要求，设定监控网络的节点密度。设定好模型后，利用RTK技术，通过RTK技术，确定监控节点的精度，并在此位置建立影响监测装置。在全部监测节点建成后，监测网络便已成型。采用CPS-RTK技术构成的控制网络，不仅可以保证控制的准确性，而且构造过程简单，可以在一定的时间和费用的约束下，实现控制网络建设。同时，利用RTK技术，可以在地表上建立起一张监控网络，通过监控网络节点的强大的监视功能，可以在最短的时间内发现地面的变形，并对变形的范围和形状进行实时监测，并生成相应的数据，从而使监测对象与地面的生产情况相结合。城市工程测绘工作的有效落实，是保障城市资源精确度的重要基础，也是确保落实城市测绘工作的重要手段。为此，在城市测绘工作中需要及时构建城市控制网，利用RTK技术提高测绘结果的精确度，为保障城市建设提供良好基础。

4.2城市控制网建设及工程测量

地下管线探测仪也称作路由探测仪，主要是由发射机和接收机两大结构组成。其通过管线探测仪发射机所形成的电磁波，将发送信号以多种手段发射连接的形式，使地下被探测管线能够及时接收到传送信号，并对电磁波进行感应。当地下管线表面出现感应电流之后，地下管线上方的感应电流会朝远处传播，在这个环节中，电流由可利用地下管线朝地面辐射电磁波。因此，地下管线探测仪接收机在进行地面探测作业时，电磁波信号从地下管线的正上方位置被接收到，更加准确地利用信号强弱的变化来甄别地下管线的具体方位和变化走向。夹钳法是在发射机形成的信号无法直接在地下管线上进行加载，选择这种方式能够利用夹钳耦合促使发射机传输的信号施加在目标的管线上方。如果周围出现的干扰影响比较小，且存在管线的导电性能严重不足的情况，就可以采取高频来做出感应，最常使用的是33kHz范围内的频率来进行探测。在应用夹钳法时，需要注意闭合夹钳的钳口。在应用过程中，虽然对于信号的施加非常便捷，但是与直连法相比，其信号的稳定性还需要加强。

4.3数据测量及载入

RTK（Real-timekinematic，实时动态）载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。根据RTK定位原则，RTK初始结果是WGS84大地坐标（L、B、H），相对于基台或修正点准确位置。实践证明RTK在露天开采区测量精度可以达到或超过标准，对城市项目验收和测量具有良好指导作用，即在采场任意时间、任意位置每个测点，其高程精度可以达到2cm，而对采场实际情况和有关地形测量，由于仪器测量精度对测量结果影响微乎其微，因而可以实现精确采剥量计量。利用该模型拟合计算RTK直接成果，其步骤如下：1）RTK系统基站坐标为WGS84坐标系中系统修正时间基站瞬间坐标；2）对基站和移动站之间基线矢量进行实时测量和解算，得到相对于基站坐标增量；3）将基地点坐标与常量相结合，将其转换成本地近似工程坐标；4）利用高程拟合模型和平面转换模型，计算出准确地区工程坐标。在此基础上，首先和第二阶段建立RTK测量点系统内在错误，然后引入基点数据错误，最后引入转换模型所包含错误。

结束语

综上所述，RTK技术作为测绘领域中的新型技术，不仅可以提高测绘效率，也能够降低测绘成本，在任何环境下都可进行使用。为此，在城市测绘工作中，需要合理运用RTK技术，做好测绘点卫星定位，实现高精度测绘，减少测绘数据结果的与实际测绘点的差距，实现实时动态测绘数据信息管理，为保障测绘数据信息的准确性提供良好帮助。

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