李勝

（貴州省有色地質(zhì)勘查局二總隊，貴州 六盤水 553000）

1 概述

由于RTK實時動態(tài)測量具有實時、高效的特點，在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，但在測量成果的精度和可靠性方面，從其誕生之日起就充滿了爭議。RTK技術(shù)的出現(xiàn)，幾乎完全改變了傳統(tǒng)地控制測量方法，然而RTK的測量技術(shù)還存在一定的局限性，比如遮擋、強磁場干擾、太陽黑子及超遠距離等因素都對測量質(zhì)量有一定的影響，甚至可導(dǎo)致無法測量。RTK的關(guān)鍵技術(shù)是初始整周模糊度的快速解算，數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)母呖煽啃院蛷娍垢蓴_性。RTK系統(tǒng)原理雖然很復(fù)雜，但從應(yīng)用角度來講，還是相當簡單和方便的，只要有足夠數(shù)量的衛(wèi)星且具有較好的幾何分布，并且基準站與移動站間的數(shù)據(jù)通訊良好，就可以進行測量。目前，RTK技術(shù)已經(jīng)滲入到國民經(jīng)濟和社會生活的各個方面，并且正在發(fā)揮著越來越重要的作用。本文結(jié)合多個生產(chǎn)實例，就RTK在實際應(yīng)用方面的技術(shù)問題進行了闡述，希望對正在進行這項工作一線技術(shù)人員有所幫助。

2 RTK技術(shù)在地質(zhì)勘查區(qū)一級圖根控制點測量中應(yīng)用

地質(zhì)勘查區(qū)布設(shè)了四等控制網(wǎng),在此基礎(chǔ)上用GPS快速靜態(tài)方法布設(shè)了13個GPS控制點,經(jīng)觀測合格并采用南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件平差,然后采用RTK雙次測量技術(shù)進行了復(fù)測。

2.1 作業(yè)方法:在測區(qū)中部選擇四等控制點架設(shè)RTK基準站及電臺等,并連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;RTK移動站依次到各點測量。重要的是第二次測量時需重置整周模糊度,并把雙次測量數(shù)據(jù)的平均值作為成果。

2.2 作業(yè)精度:平面10mm+2ppm;高程20mm+2ppm。

2.3 作業(yè)要求:在觀測時段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供同步觀測;移動點與基準點距離應(yīng)不超過10km。

2.4 RTK方法的優(yōu)點是作業(yè)速度快、精度高。

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，RTK雙次測量與GPS快速靜態(tài)測量成果的坐標分量最大差異為1.8cm，這其中還包括了對中等其它測量誤差的影響。因此在本例中，RTK測量與GPS快速靜態(tài)測量的成果無顯著差異，精度相當。

3 RTK技術(shù)在地質(zhì)工程點測量中應(yīng)用

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3.1 作業(yè)方法:在測區(qū)中部選擇遠離各種強電磁干擾源、周圍應(yīng)無明顯的大面積的信號反射物、視野開闊的相對制高點等觀測條件良好的控制點架設(shè)基準站，并連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星;RTK移動站依次到礦區(qū)鉆孔、探井、探槽、勘探線、地質(zhì)點等地質(zhì)工程點測量。

3.2 作業(yè)要求:在觀測時段內(nèi)應(yīng)確保有5顆以上衛(wèi)星可供同步觀測;移動點與基準點距離應(yīng)不超過10km。表2中的Mp、Mh和Mp+h是指點位在平面、高程和空間位置的均方根(RMS)。以上精度統(tǒng)計中可以看出RTK測量完全滿足一般地質(zhì)工程點的測量精度要求。

4 RTK坐標轉(zhuǎn)換

由于我國大多采用1980國家坐標系、1954年北京坐標系或地方獨立坐標系等坐標系統(tǒng)。RTK測量應(yīng)進行坐標轉(zhuǎn)換。當要求高程精度較高時，轉(zhuǎn)換參數(shù)必須考慮高程要素。如果無法滿足高程精度要求，可對RTK數(shù)據(jù)后處理，按高程擬合、大地水準面精化等方法求解高程值。

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對于一定區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)工程測量，我們往往利用以往的控制點成果求取“區(qū)域性”的轉(zhuǎn)換參數(shù)，以便適用于需要的坐標系統(tǒng)。其區(qū)域性，理論上消弱了變形影響，提高了轉(zhuǎn)換的可靠性?；鶞收镜腤GS84坐標的獲得方法有2種:

(1)使用已有的靜態(tài)數(shù)據(jù)，直接將控制點的WGS84坐標和地方坐標輸入手簿直接求取。

(2)使用上點采集的方式獲取，此種方法是在無WGS84成果的情況下使用。具體做法如下:基準站的WGS84坐標直接從手簿中讀取，然后將移動站安置于控制點上采集WGS84坐標，每次測量前總要先對測區(qū)進行點校正(WGS84地心坐標與所需坐標系間的轉(zhuǎn)換)。即測前應(yīng)在測區(qū)邊沿選擇3個分布均勻的控制點進行點校正，求解坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。測量時應(yīng)以其它已知控制點作為檢核，當檢核精度滿足擬測量等級時，方可開始正常作業(yè)。將校正參數(shù)記錄在筆記本上，每次測量前應(yīng)認真核對本參數(shù)，確保本測區(qū)參數(shù)的唯一性。

5 質(zhì)量控制

在RTK外業(yè)測量中主要的誤差是多路徑誤差，多路徑誤差對點位坐標的影響，在一般環(huán)境下可達5～9cm，在高反射環(huán)境下可達15cm;在高反射環(huán)境(城鎮(zhèn)、水體旁、沙灘、飛機、艦船等)下，碼信號受多徑誤差的影響，可導(dǎo)致接收機的相位失鎖;實踐證明，觀測值中的很多周跳都是由于多路徑誤差引起的。接收機天線附近的水平面、垂直面和斜面都會使GPS信號產(chǎn)生鏡反射。天線附近的地形地物，例如道路、樹木、建筑物、池塘、水溝、沙灘、山谷、山坡等都能構(gòu)成鏡反射。因此，選擇GPS點位時應(yīng)特別注意避開這些地形地物，采取提高天線高度和其他防止多路徑誤差的措施。

由于RTK測量有時會出現(xiàn)點位坐標漂移誤差，當按設(shè)計要求進行RTK作業(yè)時，在距離和測回數(shù)都按設(shè)計掌握時，仍有部分測點超限時，只有通過減小測距和增加測回數(shù)加以解決。

5.1 成果檢驗應(yīng)加強對RTK成果的檢驗。對RTK成果的外業(yè)檢查可以采用下列方法進行:與已知點成果的比對檢驗、對同一點的測量檢驗、已知基線長度測量檢驗、不同基準站對同一測點的檢驗。對測繪的地形圖采用常規(guī)作業(yè)方法檢查。RTK作業(yè)后，應(yīng)認真總結(jié)作業(yè)方法，統(tǒng)計測量精度，做好測量報告的編寫工作，以便逐步完善RTK作業(yè)方法。

5.2 如何判斷觀測質(zhì)量

5.2.1 直接查看觀測手簿上的收斂值:目前大多數(shù)RTK儀器都已采用OTF方法計算整周模糊度，大大縮短了解算時間。因此，在無干擾的測區(qū)，儀器鎖定衛(wèi)星在5顆以上時，5s內(nèi)RTK測量即獲得固定解，手簿顯示的收斂值一般在2cm以內(nèi)。此時的收斂值真實地反映了天線中心測量的內(nèi)符合精度。若RTK測量60s以上才得到固定解，此時的收斂值可能存在偽值。需要進一步確認。

5.2.2 已知點比較法:作為RTK測量起算數(shù)據(jù)的高級控制網(wǎng)，一般用GPS靜態(tài)獲得，具有很高的可靠性。為檢核坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)、已知數(shù)據(jù)輸入及RTK測量各種過程的正確性，可以通過將已知點納入到測量鏈中的方式進行檢查，這是一種十分有效的方法，可在任何情況下時使用。

5.2.3 重復(fù)測量判定觀測質(zhì)量:少數(shù)測區(qū)存在一些干擾源,造成RTK測量質(zhì)量不正常。導(dǎo)致觀測成果出現(xiàn)較大誤差甚至有偽值現(xiàn)象。這種情況觀測時不易發(fā)現(xiàn),可從手簿上反映出收斂很慢,求得固定解一般需要幾十秒甚至幾十分鐘才能完成,其收斂值一般在2～8cm之間。這時手簿上顯示的收斂值可能不完全真實,有時測量誤差可能達到幾十厘米甚至幾米。當出現(xiàn)此種情況時,要慎重對待采集的數(shù)據(jù),最好重置整周模糊度重復(fù)采集數(shù)據(jù)以檢核觀測質(zhì)量,或用另一臺移動站重復(fù)采集數(shù)據(jù)來判定觀測質(zhì)量。每次初始化成功后,或測量2～4h左右應(yīng)重合1～2個已測過的RTK點,以此來檢查基站設(shè)置的正確性和測量鏈過長后可能產(chǎn)生的點位坐標漂移誤差,這種方法可以在首站完成后的設(shè)站時使用。

5.2.4 成果整理時應(yīng)注意以下2點:①JOB文件必須建立在DISK目錄下，以確保數(shù)據(jù)的安全;②測量結(jié)束后應(yīng)對兩組成果進行比較，較差小于5cm的取中數(shù)使用，大于5cm的應(yīng)返工重測。

6 結(jié)論

經(jīng)過RTK雙次測量與快速靜態(tài)測量的比較，從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，RT雙次測量K與GPS快速靜態(tài)測量成果的坐標分量差異較小，這其中還包括了對中等其它測量誤差的影響。因此，RTK測量與GPS快速靜態(tài)測量的成果無顯著差異，精度相當，可以在地質(zhì)工程布設(shè)一級圖根控制中應(yīng)用。RTK技術(shù)在地質(zhì)工程點測量中，從表2中的數(shù)據(jù)可以得出完全滿足一般地質(zhì)工程測量精度要求的結(jié)論。

[1]GB/T18314-2001全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范[S].

[2]CJJ73-97全球定位系統(tǒng)城市測量規(guī)范[S].

[3]周忠謨，易杰軍.GPS衛(wèi)星測量原理及其應(yīng)用[M].北京:測繪出版社，1992.