浅议RTK技术在地形图测绘中的应用

浅议RTK技术在地形图测绘中的应用

武汉市城市防洪勘测设计院湖北省武汉市430014

摘要:随着社会经济发展,我国对基础交通设施的需求越来越大,而要架设基础交通设施,首先需要对地形进行测绘,对于测绘的要求也随之不断提高。本文首先概述了RTK技术以及地形图测绘的相关要点,接着就RTK技术的优点进行概述,最后提出当前RTK技术存在的不足并就此阐述相应的解决办法。

关键词:RTK技术;地形图;测绘;应用

1、概述

1.1RTK技术的概述

RTK技术(即Real-timekinematic)是一种实时动态差分法,也是一种新型且越来越常用的GPS测量方法。主要适用于野外实时测量,其测量精度往往能够达到厘米级的定位水平。其工作原理是采用了载波相位动态实时差分的方法。也就是针对两个监测站的载波相位实时动态进行处理,它能实时地针对监测站的数据进行分析,从而得出观测到的位置的三维坐标,而且结果能够达到厘米级别。

RTK技术是一种新型的定位测量的方法,对比以往的静态、快速静态、动态的测量方法,这些方法得到的结果都只有在经过精密的计算才有可能得到厘米级别的数据,但是RTK技术是一种实时都能得到厘米级别数据的方法。在这一点上,RTK技术为各种地形图测绘、工程图测绘等提供了更为高效且精确的方式方法,为极大地提高效率带来了可能性。

1.2地形图测绘的概述

地形图测绘,顾名思义就是对各种地形、地貌以及其他地理要素进行测量并描绘成地形图。具体做法就是将地球表面的地物、地貌以及其他的地理要素在水平面上的投影位置和相应高度进行精确的测量,从而进一步将测量到的数据按照一定的比例缩小,用相应符号和标注绘制成地形图的工作。

在进行地形图测绘工作的过程中,对于大面积的测绘目标常常需要利用到航空拍摄投影测量技术,而小面积测绘对象则不需要动用大型的航空拍摄投影技术来测量,常常是根据相应的地形,利用全站仪、经纬仪、水准仪等测量仪器采集数据,根据采集的数据在绘图软件中表示出来。

2、RTK技术的优点

2.1工作效率高

利用RTK技术作为辅助进行地形图的绘制,其最大的特点就是,工作效率高。要进行地形测绘,第一步常常需要对所要测绘的地区进行数据采集。就普通的地形区为例,如果应用了RTK技术,那么只要在控制基站将各种参数和操作调制合理,就可以达到6公里的作业半径,这样就能在很大范围内同时进行数据采集,相比于传统的采集模式,RTK技术在一次性覆盖范围上就占有巨大的优势。在范围上覆盖广,从而就能提高工作效率。当采集数据的速度达到了若干秒的级别,那么在明显地就提高了劳动生产效率。

2.2工作时间长

使用RTK技术进行辅助绘制地形图,除了能在工作效率上大幅度提高以外,工作时长相比传统的方式也得到了很大的延伸。RTK技术是基于同时从两个观测站接收数据进行秒速分析,从而得出厘米级的精确结果来运行的,所以RTK技术的应用条件就是能同时接收到两个观测站的发送的信息即可,而要满足这个条件只需要两个观测站之间达成光学通视。只要如此简单的前提条件得到满足,RTK技术就能进行实时的数据监测、计算和处理。从某种程度上看,RTK技术甚至可以达到全天候工作的可能性。

2.3定位精确

对于测绘地形图来说,定位准确、数据精确是必要条件。而RTK技术相对于传统的测绘方式,恰恰可以很好地满足这一点。由于RTK技术是实时动态监测的一种测量方法,也就是说,这对于实现测绘定位准确是一大重要保障。而RTK技术的厘米级精确的计算结果就是使得数据准确的必要条件。基于这两点,在地形图测绘的过程中应用RTK技术进行辅助工作,就能在最大程度上减小传统仪器所不能减小的误差。这为地形图的准确性和精确度的提升提供了良好的保障。

2.4操作可视化

除了拥有十分强大的实时监测系统和精确的数据处理系统,RTK技术的操作界面也是十分人性化的,在很大程度上满足了操作者良好的视觉观感。RTK技术的操作页面是以Windows操作系统为载体,在真正的操作过程中,只要在可视化的界面上进行简单的操作即可,例如数据输入、储存、分析、转化、输出等,如此便可减少人为因素造成的测量和计算误差,从而使得地形图测绘工作更加高效率高质量地完成。在日益便捷的时代里,如此简单的、可视化的操作界面,着实成为了RTK技术不可不提的另一优点。

3、RTK技术的不足

RTK技术虽然拥有工作效率高、工作时间长、定位精确以及操作简便可视化等优点,但是其本身存在的不足也不得不提出,并以此讨论其还可发展的方向和空间。

3.1受限于卫星定位

RTK技术虽然是一种新型且日益投入生产工作的高效技术,但是,其基本原理还是基于两个观测站传输数据,而观测站要能够进行精确且快速的数据传输,常常要依赖于卫星定位系统。也就是说RTK技术当前仍然受限于卫星定位系统。具体来说,如果要对某个地区的地形进行测绘,而不幸的是,该地区在某一时段刚好无法被卫星很全面地覆盖,在这种情况下收集到的数据在传输过程中就会收到很大的影响,而RTK基站就收到的数据就很容易出现不稳定的状态,基于此,RTK监测到并进行计算的数据就不易得出固定的解,从而很可能对于整个地形图的测绘工作带来不可挽回的误差,从而使得地形图的测绘工作质量得不到保障。

为了解决由于卫星定位和覆盖不全带来的问题,第一、可以在利用RTK技术之前就对卫星运行状况进行相对全面的分析,提前计算出目标地区可能不被卫星覆盖的时段,从而在测量时避开可能导致数据不稳定的时段。第二,当测绘进行过程中不幸受到卫星覆盖面问题的影响时,可以立马终止使用RTK技术进行数据监测和计算工作,除此之外,对于已收集到的数据还要进行假值问题来进一步核查已收录的测量信息,从而筛选出不合格的数据,并加以排出。

3.2易受天气状况影响

在应用RTK技术的过程中,除了要关注卫星覆盖面的问题,特别的,天气对于RTK技术也是会有影响的。这一点集中表现在RTK技术受到电离层影响较为严重。就白天而言,RTK技术的应用受电离层影响的程度最大,当公共卫星较少时,RTK技术的初始化时间就会相应地延长,而且其检测、处理、计算和分析数据的能力也会在一定程度上受到波动,从而造成最终结果的不稳定。

要解决这类由于环境因素造成的RTK技术不稳定的问题,从RTK技术本身上的革新方面来考虑显然是个相对较长的历程,所以无法高效地从正面对问题进行解决,那就转变使用RTK技术工作的时间,与解决卫星覆盖面问题相同之处在于,在使用RTK技术之前先对环境参数进行检测,环境条件适合的话,便可放心使用,如果环境条件不允许,便避开不合适的时间,另外选择合适的时段进行作业。

3.3信号易衰弱

RTK技术是利用两个监测基站传输的数据进行分析、计算并得出及其精确的结果,但是在传输和接收过程中,无法避免的是障碍物对于数据信号的干扰。当数据传输过程中出现数量较多的障碍物或者高频率的信号发射源的时候,数据信号就会在传输过程中不断衰弱,这一点严重影响到后续的数据分析计算工作。

为了解决这一类信号由于障碍物或干扰物干扰而衰弱的问题,可以从以下几个方面进行解决。首先是两个监测基站与RTK技术控制基站距离的问题,在最初建立者三个基站的时候就需要对其位置进行合理科学的选择,还有三者之间距离的把控,要做到距离不可太近,以免覆盖范围一定程度上的缩减,也不可以距离太远,从而使得干扰物数量增多的可能性增加。

4、结语

随着经济发展,人们对于地形图测绘工作的要求不断地增高,从而使得测绘技术上的创新必不可少。本文就新型测量技术RTK技术应用于地形图测绘中进行了探讨。虽有不足,但仍然希望引起大众关注。

参考文献:

[1]张海港,肖海青.浅议RTK技术在地形图测绘中的应用[J].山西建筑,2008,(09):357-358.

[2]王慧.论RTK技术在地形图测绘中的应用[J].门窗,2012,(09):334.

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