RTK知识 测绘学

1、随着现代科技的日新月异，GPS技术正以其全天候、高精度、自动化、高效益等显著特色， 深得测绘同仁的信赖，并着步改变着我们的日常工作。尤其是GPS静态相对测量已广泛应 用于控制测量，大家对它已不陌生。但是GPS静态测量固有的缺点是外业测量在测站上时 间较长，成果不能及时获取，精度不能及时反映，难免要造成外业返工现象。而GPS实时 动态测量RTK模式，则克服了上述缺点，以实时、快速及高精度而著称。不仅给控制测量 带来突破，而且对工程放样、碎部采集、水域测量、地籍测量、房产测绘等广泛领域带来了 深刻变化。可以说快速RTK技术给测绘工作带来了一个革命性的测量专业解决方案。快速 RTK作为新技术，测绘界

2、还颇为陌生，甚至有些神秘感，然而在测绘科技突飞猛进的今天， 我仍再也不能回避它。今天，虽然我们掌握这项新技术时间不长，但感受颇多，下面以我们 学习和使用的ASHTECH快速RTK Z-X接收系统为例，作些介绍。一、快速RTK系统快速RTK原理RTK （Real Time Kinematic）技术又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相 位观测量的差分方法。载波相位差分方法分为两类。一类是修正法，即将基准站的载波相位 修正值发送给流动站，改正流动站接收到的载波相位，再求解坐标，属准RTK技术。另一 类是差分法，即先求解起始相位整周模糊度，又称RTK初始化，然后进行实时差分，属真 正RTK技

3、术。它要求基准站GPS接收机实时地把观测数据及已知数据实时传输给流动站 GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗或以上卫星后，可实时求解出厘 米级的流动站动态位置。那么，什么是快速RTK呢？快速RTK技术在解算整周模糊度技术OTF （on-the-fly） 算法上有所改善，只要求利用尽量少、甚至是单历元就能解出相位整周模糊度，而且在函数 模型和随机模型，整周模糊度固定解判定标准和越界探测与识别并选配相应的解算方法上匀 有革命性的突破。因此，快速RTK只需要常规RTK初始化时间的十分之一左右。良好观测 条件下，初始化时间为2-3秒。快速RTK系统组成1）Z-Xtreme RTK Ba

4、se 基准站2）Z-Xtreme RTK Rover 流动站（内置 UHF 电台）3）Radio Base Kit （2W 和 35W 可调电台）4）手持计算机系统（Windows CE）5）软件系统：Solution 2.0和Survey Pro手簿软件。RTK野外操作流程1）连机：确保电源，天线、电缆正确连接。先检查，再开电源。2）建立新项目Job/New3）参数设置 Job/Setting4）编辑控制点 Job/Edit Points5）设置基准站 Survey/Base Setup6）设置流动站 Survey/Rover Setup7）计算坐标转换参数Survey/Control Po

5、ints8）采点 Survey/Data Collection 或放样 Stake out/Stake points以上步骤均在手持计算机中Survey Pro软件上操作数据后处理软件：Solution2.0Ashtech Solution2.0是个崭新的自动后处理软件包，他的界面友好，操作简便，功能 齐全。能完成以下功能：1）选星计划2）接收机设置3）数据传输4）基线向量解算5）网平差6）质量分析7）坐标转换8）报表生成9）结果输出10）Rinex格式转化快速RTK Z-Xtreme主要技术指标：1）静态：静态、快速静态：5mm+1ppm后处理动态：10mm+1ppm实时码差分定位：30cm

6、 （典型）实 时动态RTK 平面10mm+1ppm 垂直20mm+2ppm2）距离：建议工作距离：W 10km最大工作距离：40 km3）时间：RTK初始化时间：2-10秒（良好环境）RTK测量时间：2秒厘米级、20秒毫米级电池工作时间：内置高能锂电池5400mA可连续工作10小时。二、Z-X快速RTK的特点Ashtech Z-X RTK以其快速著称，能在数秒钟内高精度的完成测量定位工作。阿什泰克（Ashtech）的Z跟踪技术，使得Z-X RTK在比较恶劣的环境下（如树林隐蔽，建筑物遮挡，只能看到天边的地方，高压输电线 下面或附近）均能正常作业。Z-X RTK耗电量小，一块高能的锂电池可作业1

7、0小时，使得整个仪器重量大为减轻。背在作业 人员身上的流动站，总重量未超过5公斤。同时，整套仪器防水，有利于野外作业。Z-XRTK，基准站用一块高能锂电池作业发射的距离可达3-5公里，当测量距离在3-5公 里范围内时，不需要携带笨重的汽车电瓶供电，有利于流动作业。Z-X RTK的数据储存卡，可存16M数据，可连续记录200小时。数据处理时， 只需将数据卡插入电脑，非常方便。Z-X RTK GPS主机上有操作键，野外工作开始时，不需要流动站的电子手簿的帮 助就可以启动，作业很方便。三、快速RTK在工程测量中的应用控制测量常规控制测量要求点间通视，需要过渡点、传递点，费工费时，而且精度又不均匀，

8、外业中不知测量成果的精度。GPS静态，快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度 的进行各种控制测量，但是需要事后进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，当精度 不合时，必须返工。而用RTK技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定 位精度，大大的提高了作业效率。碎部测量如果直接用RTK测图的话，可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点， 便可以高精度并快速的测定界址点、地形点、地物点的坐标。无论过去的平板仪测图，还是 现在用得最多的电子平板测图，都要求测站与测点之间通视，至少需要2-3人操作。而采用 RTK技术，仅需一个人背着仪器到测点上呆上1-2秒钟并同时输入特征编码，

9、甚至地物的 众多属性，通过电子手簿记录，由专业测图软件如WalkSurvey或SCSG2000直接生成各种 比例尺地形图，大大的提高了测图效率。这里要强调一下的是，虽然RTK无需点间通视，但还是受观测条件限制，在城市高 楼密集区，或其它卫星接收条件不好的地方有无法初始化的情况，这些GPS盲区只有通过 常规方法补测。Ashtech快速RTK Z-X是Z跟踪技术，快速RTK技术，12通道全视野操作，L1、 L2全波长载波相位观测量，多路径削减，码差分双频平滑化等多项专利技术大集成，在有 些树木或建筑物部分遮挡的环境下仍能进行RTK测量。再加上我们可以通过多测过渡点如 内分点，外分点等等进行多种形式

10、的偏心测量，从而可以大大减少常规补测工作量。Survey Pro电子手簿软件提供多属性、多形式、多格式的数据采集功能。单属性采点 可设置自动连线功能，如果用WIN CE环境编程，将地形、地物符号输入手控器，便可直观 的野外一次性成图。水域测量由于RTK工作距离可达40 km，以其优越的性能可广泛的用于各种比例水下地形测绘。Ashtech快速RTK能自动导航和按距离或时间间隔自动采点，只要我们将天线高量至 水面，测深仪吃水深度改正后，便可高精度的实时测定水下地形点的三维坐标，无需验潮改 正，用专业成图软件直接成图。不仅提高了生产效率，更提高了成图精度。地籍和房产测量应用RTK技术能以厘米级精度进

11、行数据采集，将RTK测定的数据处理后直接录入 GIS系统，可及时地精确地获的获得地基和房产图。当然在影响GPS卫星信号接收的遮蔽 地带，仍需采用常规测量手段补测。在建设用地勘测定界测量中，RTK技术实时低测定界桩位置，确定土地使用界限范围， 计算用地面积，可实时进行检核计算。避免了常规解析放样的复杂性。在土地利用动态检测中，应用RTK新技术进行动态检测又提高检测速度和精度，省时 省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。线路放样测量快速RTK技术应用于线路放样测量，简直带来了革命性巨变。第一，点位放样：RTK实时地提供导航数据，不仅可以使你快速的找到点位，而且 还能提供定位精

12、度，并可进行采点。第二，直线定位：直线定位最常用于电杆排放，道路放样。Stake to line测量显示出的定线导航数据能使你快速上线，一旦到达待定直线，便出现*on the line*标示，便可存储点位坐标，直至完成。第三，曲线放样：先设定好曲线，如圆曲线或缓和曲线参数，中线、边线等，导航数 据将使你快速引导上线。由于快速RTK用于放样，无需对讲机传递导航数据和方向，流动站导航画面，让你 轻松上点，上线，极大的提高了工作效率。总之，快速RTK应用于工程测量的方方面面，均能极大的提高生产效率，和提高产品精度，真是不用 不知道，用了真奇妙。由于，我们掌握和应用这项新技术时间不长，体会不深，不足之

13、处望 大家批评指正。本文希望能给大家传递一个信息，起到抛砖引玉的作用。初识RTK,想尽快了解并使用，一般有如下几个步骤：第一，新建作业名及路径；第二， 选择椭球系及中央子午线；第三，求转换参数；第四，选择操作命令；第五，数据格式转换 及数据输出。情况一：基准站架在已知点（1）打开采集器一打开工程之星（如桌面没有工程之星程序：打开我的电脑一FLASH DISKSETUPRTKPRO2.0 即可）。（2）新建文件一新建工程一输入工程名一下一步一选择椭球系一输入中央子午线一确定。（3）设置设置一其他设置一移动站天线高一输入天线高及选择天线高类型。（4）求解转换参数a、单点校正设置一控制点坐标库一增加

14、一输入已知点（基准站架设的点）的平面坐标一OK或确定 一读取基准站坐标（此时一定要在固定解状态）一保存一输入要保存的参数名一应用即可。b、多点校正设置一控制点坐标库一增加一输入已知点（基准站架设的点）的平面坐标一 OK读取 基准站坐标（此时一定要在固定解状态）一增加一输入已知点坐标（移动站所到的已知点） 一 OK或确定一读取当前点坐标（此时一定要在固定解状态下且气泡居中）一要是还有点重 复“增加一输入已知点坐标（移动站所到的已知点）一OK或确定一读取当前点坐标（此时 一定要在固定解状态下且气泡居中）”即可一保存一输入要保存的参数名一应用即可。（5）数据采集按A按确定或按回车键即可。（6）数据转

15、换文件一文件输出一选择要输出的格式（pn，pc，y，x，h南方软件格式）一源文件一选 择刚开始所建的工程名一目标文件一输入要保存的目标文件名一转换一 OK 退出即可。（7）数据输出将SD卡装入手簿一我的电脑一FLASH DISKJOBS进入所建工程名文件夹一DATA 一点住保存的目标文件名不动一复制一我的电脑一 SDMMC CRAD一粘贴一关闭一取出卡 放在读卡器里与电脑连接拷出。（8）点放样测量一点放样一点带横线的图标一增加一输入要放样的坐标一 OK一选中要放样的点一 确定即可。（9）线放样测量一线放样一点带横线的图标一增加一输入起点和终点的坐标一 OK一选中刚增加的 线一OK即可。情况二：

16、基准站架在未知点和基准站架在已知点只有一点不同就是第四步求参数时，所有读取的都是当前点坐标。注：1、在前四步完成的前提下才能做点放样和线放样以及线路放样。2、如果第二天还在同一地方工作的话，可以调用头一天的参数，通过校正向导做一下 单点校正即可。工作中常见的问题如：1、打开手簿时出现打开端口失败，可以这样处理：点击设置里的连接仪器，先把黑点 默认到连接方式上选CF蓝牙，再把黑点默认到输入端口上，输入7点击连接即可。如果这 时还连不上，就点击左下角一开始一关机一热启动，同时把移动站主机也重启一下，再进入 软件进行连接，看是否能连上。如果这样还连不上，点击我的电脑f控制面板f蓝牙设备属 性f点搜索

17、或扫描f等扫描完成后选定搜索到的本机号码双击在弹出的对话框中双击 ASYNCf在出现的下拉条内选活动f OK即可。再不行那就有可能是移动站主副蓝牙问题 或蓝牙设备问题。2、手簿死机的处理方法：同时按住开关和开关旁边的蓝色键十来秒自动热启动就行了。3、如果基准站一切正常，移动站始终没有差分信号过来：首先检查电台的通道是否一 致，如果不一致的话，可以点击设置里的电台设置f在切换通道号里选择和电台一样的通道 f切换，出现切换成功就可以了。如果这样也不行，那就有可能是移动站电台模块有问题了， 还有可能是基准站电台有问题了，此时需要和南方公司联系。4、作用距离太近有几种可能：一是基准站电量不足；二是基准

18、站的发射天线可能有问 题；三是移动站的天线连接处可能有问题。5、如果卫星和差分信号一切都正常而是浮点解：如果不在楼角和茂密树林下也是浮点 解，你可以把天线倒置，再正过来先锁一下等状态；如果移动站主机灯闪，证明主机电量低， 这时也不容易固定；有可能是手簿电量低；更换手簿程序；如果这几种可能都不成立，那就 有可能是主机的问题，此时需和南方公司联系。GPS定位全球定位系统GPS（Global Positioning System）是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统， 具有全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维 坐标、速度和时间。它由空间部分（GPS卫星星座）

19、、地面控制部分（地面监控系统）、用 户设备部分（GPS信号接收机）三个部分组成。在GPS观测中，我们测出卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫 星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X，Y，Z）三个未知数。考虑到卫星时 钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因此，需要引入第 四颗卫星，形成四个方程式进行求解，从而可以确定某一观测点的空间位置，精确算出该点 的经纬度和高程。单点导航定位与相对测地定位是GPS应用的两个方面；对常规测量而言相对测地定位是主 要的应用方式。相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是 采用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元之间求二 次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度；求解整周模糊度是其关键技术，根据算法 模型，设计了静态、快速静态以及RTK等作业模式。静态作业模式主要用于地壳变形观测、 国家大地测量、大坝变形观测等高精度测量；快速静态测量以其高效的作业效率与厘米级精 度广泛应用于一般的工程测量