RTK配合全站仪数字化测图

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RTK（RealTimeKinematic）与全站仪结合的数字化测图技术是一种高效、精确的空间数据采集方式，广泛应用于地形测绘、工程测量和地籍测量等领域。RTK通过卫星导航系统（如GPS、北斗等）实时获取厘米级精度的三维坐标，而全站仪则利用光学和电子技术对目标点进行角度和距离测量，二者结合可以显著提高测图效率和精度。

在实际操作中，RTK主要用于快速获取大范围控制点或碎部点的平面位置和高程信息，尤其适合开阔区域的测量任务。其优点在于无需通视，操作简便且效率高。然而，在复杂地形或遮挡严重的环境中，RTK信号可能受到干扰，此时全站仪的作用便凸显出来。全站仪通过直接瞄准目标点，能够提供高精度的角度和距离数据，适用于局部精细测量或RTK难以覆盖的区域。

数字化测图过程中，RTK与全站仪相辅相成：RTK负责大面积数据采集，建立整体框架；全站仪补充局部细节，确保关键点位的准确性。最终，将两者的测量成果导入专业软件进行处理，生成数字地形图或其他空间数据产品。这种组合方式不仅提高了工作效率，还兼顾了测量精度和适用性，是现代测绘领域的重要技术手段之一。

RTK(RealTimeKinematic)实时动态测量系统，它 是集计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS 测量定位技术为一体的组合系统；它是GPS测量技术 发展中的一个新突破。RTK定位精度高，可以全天侯 作业，每个点的误差均为不累积的随机偶然误差 如：天宝（Trimble)公司生产的5700RTK系统，外业操 作十分简单，只需一人，属于真正的一人操作系统 其水平标称精度为10mm+2ppm,垂直标称精度为 20mm+2ppm。能够满足地形测量的精度要求

实时动态测量的基本思路是：在基准站安设 台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续的观 测，并将观测数据通过无线电传输设备实时地发送 给用户观测站（流动站）；在流动站上，GPS接收机在 接收卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基 准站传输的观测数据q／gdw 10815-2017 铝合金芯高导电率铝绞线，然后根据相对定位的原理实 时地计算并显示出流动站的三维坐标及精度。

站 流动 图1 RTK·GPS系统结构图

RTK·GPS系统结构图

1.3RTK的基本原理

GPS系统包括三大部分：地面监控部分、空间卫 星部分、用户接收部分，各部分均有各自独立的功能 和作用，同时又相互配合形成一个有机整体系统， 对于静态GPS测量系统，GPS系统需要二台或 二台以上接收机进行同步观测，记录的数据用软件 进行事后处理可得到两测站间的精密WGS－84坐 标系统的基线向量，经过平差、坐标转换等工作，才 能求得未知的三维坐标。现场无法求得结果，不具 备实时性。因此.静态测量型GPS接收机很难直接

应用于具体的测绘工程，特别是地形图的测绘。 RTK实时相对定位原理如图2所示：基准站把 接收到的所有卫星信息（包括伪距和载波相位观测 值)和基准站的一些信息(如基站坐标天线高等)都 通过无线电通讯系统传递到流动站，流动站在接收 卫星数据的同时也接受基准站传递的卫星数据。在 流动站完成初始化后，把接收到的基准站信息传送 到控制器内并将基准站的载波观测信号与本身接受 到的载波观测信号进行差分处理，即可实时求得未 知点的坐标。数据流程如图3所示

图2RTK实时相对定位示意图

图 RTK·GPS数据流程图

RTK测绘地形图的野外数据采集

作业前，首先要对基准站进行设置。基准站可 架设在已知点上，也可架设在未知点上。本文以 Trimble5700接收机架设在未知点上为例，说明基准站 的设置过程： 首先将基准站架设在未知点上，将GPS接收机 与GPS天线连接好，电台主机与电台天线连接好，电

台与GPS接收机连接好；GPS天线与无线电发射天 线最好相距3m开外，最后用电缆将电台和电瓶连 结起来，但应注意正负极。连接手薄（基准站控制 器）与基准站主机，进行基准站设置

首先打开控制器，TSCL控制器进行加电自检， 自检成功后显示Trimble的TSCL图标并进入TSCL主 菜单，主菜单有六项内容：如下图4所示。

在主菜单中选择Files（文件），进入子菜单，选择 文件管理(Job manage ment），在文件管理子菜单中建 立工作文件，工作文件建好后退回主菜单

（1）初始配置 在主菜中选择配置，在配置中对坐标系统、单 位、坐标几何进行设定，然后退回主菜单。 (2)基准站设置 在主菜单中选择配置一测量形式→Trimble RTK，对基准站选项和基准站无线电进行设置。在 基准站选项设置中，测量类型应选择RTK，高度角限 制应大于15，天线类型应根据实际情况选择（Trimble 5700基准站的天线类型为ZophyGeodetic）。基准站 无线电：类型应选择与使用的相同（Trimble5700的 电台类型为TRIMMARK3），其它可采用默认值。连接 后，无线电频率可任选一个，无线电操作模式必须选 择基准站不能选择流动站，其它可采用默认值。无 线电设置完毕后退回主菜单。 在主菜单中，选择"测量一测量形式一Trimble RTK一启动基准站接收机"进入启动基准站接收机选 项，在此选项中，要输入基准站点名称、天线高度、及 测量到天线的何种部位，最后要测量此处再按F1开 始键，控制器显示基准站已启动、切断接收机和控制 器的连接，这时要看电台的屏幕上是否出现“Tram” 闪烁，如果“Tram”在闪烁，说明启动成功，此时可切 断手薄与接收机的连接。否则，启动不成功，应查明 原因，重新设置和启动，直到成功为止。至此基准站

输入网格点名称（如GPSIA），若在当前工作文

中此点不存在，会出现警告提示：

NEE点不存 按回车后进入下面界 键入点 点名称 GPSIA 代码 ？ 方法 键入坐标 北 ？ 东 C 高程 ？ 控制点 是

按要求逐项输入点名称、平面坐标和高程，回 人.显示如下界面：

网格点名称 GPSIA GPS点名称 C 使用 关

在GPS点名称？处输入GPS点名(如GPSI)后回 车.显示如下：

按F增加，重复上述操作，当3个已知点完成后出 现如下界面：

点 水平线差 垂直线差 使用 GPSIA 0.000m 0.000m H, V GPS2 A 0.000m 0.000m H,V GPS3 A 0.000 M 0.000M H , V 增加 删除 结果 应用 选项 F1 F2 F3 F4 F5

若还要进行其它点校正，则继续选择F1增加点，否 则，按F4（应用），回到测量界面。点校正工作结束 接下来就可以进行野外数据采集，手簿显示的即为 测区内的平面（网格)坐标。 注意：当实地采集的WGS－84坐标的点号为1 23时，在输入网格坐标点名时，应在其后加后缀，如

1A2A3A.加以区别

2002年5月1日－5月11日，笔者利用RTK和 全站仪对某矿区进行了数字化测图，测图比例尺为 :2000，测区面积为6.5km。在人员分工上，全站仪 组为3人，一人施仪，一人跑尺，一人画草图；RTK分 为2组（每个流动站为一组），每组2人，一人操作 RTK，一人画草图；另有一人留守基准站，负责基准站 的安全；一人将RTK、全站仪野外采集的数据导入计 算机，根据野外草图进行数字化成图。在人员分配 上达到了最优最小组合，10个工作日（每个工作日 不大于8小时）就完成了整个测区的测图任务；而 2001年3日，40名同志利用经纬仪与半圆仪联合对 另一测区进行测图，共分为8组，每组5人，测图比 例尺同为1：2000，测区面积为8k㎡，从首级控制到图 根控制再到测图，分段完成：其中首级控制用 TOPCON静态GPS完成db42t 1951-2023 桥梁桥梁结构健康信息化监测技术规范，图根加密控制用全站仪完成 测图用经纬仪配合半圆仪完成，在整个施测过程中 平面控制与高程控制穿插进行，可以说在人员、时 间、设备等各方面安排上都达到了最优化组合，到测 图结束，共用了60天的时间（不含数字化）。由此可 以看出，RTK与全站仪联合测图优势相当明显，其测 图效率提高了近20倍

RTK在地形测绘中的注意事项及优点

在利用RTK测绘地形图时应注意以下问题： ①基准站GPS天线与无线电发射天线间最好相距 3m以上。②电台与电瓶连接时应注意正负极。③ 流动站无线电的频率与基准站的相同。④流动站的 位置应在基准站的控制范围之内（一般不应超过20 km）。5在量取天线高时，应注意所量至的位置应与 设置的位置一致。③根据不同的精度要求选择不同 的测量点的方法：如地形点、测量控制点、快速点和 校正点等。在用RTK测设图根点时，必须使RTK 进入“固定”状态才能进行，否则，精度不能满足；当 用RTK测量地形点时，即使RTK不固定，也可以强 制它测量，当结束该点测量时，控制手薄会显示出该 点的水平和垂直偏差，根据测图比例尺的精度来决

定该点的取舍。符合精度要求，则存储之，反之取 消，继续测量该点，直至符合精度要求为止。⑧利用 RTK进行野外数据采集时，不知该点是否在测区内 可在作业前利用RTK的放样功能，将测区的边界放 出或将测区边界的大致坐标输入到控制器内，这样 就可以随时查看测点是否在测区内了。9在作业结 束时，应先结束测量再关机，否则，有可能造成测量 数据的丢失

3.2RTK在地形测绘中的优点

RTK在地形测图中除了具有GPS全天侯、不受 通视条件限制等优点外，与传统的测图方法相比还 有以下优点： (1)不需建立图根控制，可节省大量的时间、人 力和财力。 (2)用RTK测图，人员少、速度快、效率高。传统 的测图方法需要4～5人才能进行作业，而RTK流动 站只需一人最多两人即可进行。如果几个流动站同 时作业，则可大大加快测图进度，提高工作效率。 (3)精度高。用RTK测图其点位误差不积累、不 传播，测图精度相当于传统测图法的图根点精度

综上所述，采用RTK与全站仪联合进行数字化 测图，它不仅可以减少作业人员和作业工序，而且可 以提高采集数据的速度和质量钢筋工程施工方案（1#夜休息楼），从而有效地提高了 工作效率。因此，它是一种行之有效的测图方法

[1] 刘基余，李征航，王跃虎，桑吉章，全球定位系统原理及 应用[M].北京：测绘出版社，1995