摘 要:GPS網絡RTK技術的優(yōu)勢就是克服了普通RTK測量中測站間距的限制，它的有效距離可以達到幾十甚至上百公里，覆蓋面廣闊，但定位精度仍然可以達到厘米級，可靠性強。這也是CPS網絡RTK技術能夠很快發(fā)展的原因之一。房產平面控制測量是城市房產測量的工作之一。本文以網絡RTK技術在房產平面控制測量中的應用為研究對象，詳細分析了網絡RTK技術在城市房產圖控制測量的步驟，流程和方法并結合天津的具體案例進行了探討。

關鍵詞:實時動態(tài)技術 房產平面控制測量 GPS 工程案例

中圖分類號:P2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0111-021 GPS網絡RTK測量技術

GPS網絡RTK技術的基本原理就是:在一個較為廣闊的區(qū)域均勻、稀疏的布設若干個(一般至少3個)固定觀測站(稱為基準站)，構成一個基準站網，并以這些基準站中的一個或多個為基準，計算和播發(fā)改正信息，對該地區(qū)內的衛(wèi)星定位用戶進行實時改正。

其原理借鑒了廣域差分GPS(Wide Area DGPS，即WADGPS)和具有多個基準站的局域差分GPS(Local Area DGPS，即LADGPS)的基本原理和方法。廣域差分GPS采用誤差分離技術，將GPS定位中的主要誤差源分別加以“模型化’夕，把偽距誤差分離為衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘差和電離層誤差，并產生相應的改正數。用戶利用廣域差分改正數改正GPS偽距誤差，以提高導航定位的精度。局域差分GPS(LADGPS)定位系統則向用戶提供綜合的DGPS改正信息— 觀測值改正，而不是提供單個誤差源的改正。與廣域差分GPS和局域差分GPS不同的是，GPS網絡RTK技術通過內插法或線性組合法求得改正數，對載波相位進行改正，而非對偽距或位置進行改正。因為這三種類型的差分定位中，利用載波相位進行的差分定位精度最高。

GPS網絡RTK技術的優(yōu)勢就是克服了普通RTK測量中測站間距的限制，它的有效距離可以達到幾十甚至上百公里，覆蓋面廣闊，但定位精度仍然可以達到厘米級，可靠性強。這也是CPS網絡RTK技術能夠很快發(fā)展的原因之一。GPS網絡RTK技術利用的是差分CPS技術，包括次差分和二次差分，選擇的儀器是雙頻GPS接收機，采用的技術手段是同步觀測法，因此，它可以消除和減弱大部分的系統誤差。如，接收機鐘差、衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星軌道誤差等，而對流層延遲和電離層延遲也都可以得到大幅度的削弱。GPS網絡RTK技術出現以后，很快在實際中得到應用。它已不僅僅屬于GPS的范疇，而是集Internet技術、無線通訊技術、計算機網絡管理和GPS定位技術于一身的系統。

2 GPS網絡RTK系統的工作過程

網絡RTK的產生，使動態(tài)GPS的外業(yè)工作的質量和效率得到了很大的提高。與傳統的RTK相比，網絡RTK不需要自己假設基準站，只需要通過無線網絡登錄控制中心，即可獲得高精度的定位服務，操作簡單快捷。如圖1所示。

2.1 虛擬參考站的建立和初始化

在野外打開GPS接收機以后，通過GSM向控制中心(數據處理中心)發(fā)送流動站的概略坐標。控制中心在收到此信息后，通過分析，生成一個距流動站幾米到十幾米的虛擬參考站。此參考站向流動站發(fā)送固定格式的改正信息，流動站在接收到虛擬參考站發(fā)送來的改正信息后，在很短的時間內變可完成初始化。

2.2 網絡RTK的數據采集

流動站完成初始化后，便可以進行數據的采集。此時，數據的采集方式跟常規(guī)RTK是一致的。只要流動站所在位置能同時觀測到至少四顆以上的衛(wèi)星，網絡RTK就能正常工作以保證其精度。相對與常規(guī)RTK來講，網絡RTK不需要考慮其與基準站之間的距離，因為流動站與基準站之間并沒有進行相互通信，流動站所獲得的改正信息，是來自于控制中心。

2.3 數據的處理

網絡RTK所采集的數據的處理方式與常規(guī)RTK所采集的數據的處理方式是一樣的。將所測數據下載到電腦中，將數據轉換成數據處理軟件所需要的相應的格式。如CASS軟件要求文件為(.dat)類型。對于Leica接收機來講，在將數據導出到電腦之前，就應在手簿上講測量數據進行轉換，使其導出到電腦中的數據格式為(.txt)。然后可以直接將(.txt)文件轉換成(.dat)文件。

3 網絡RTK系統的作業(yè)模式

根據實際需要，實時動態(tài)測量系統(RTK GPS)的作業(yè)模式主要有以下幾種:

(1)快速靜態(tài)測量:這種測量模式，要求在觀測過程中，綜合的接收基準站的同步觀測數據，實時的解算整周未知數和用戶站的三維坐標。而在流動過程中，可以不必保持對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤。其定位精度可以達到1～2cm。(2)準動態(tài)測量:這種測量模式，首先要求在某一起始點上進行靜止的觀測，以便快速解算整周未知數，達到完成實時初始化的工作。然后再進行基準站和用戶流動站的同步觀測，實時解算流動站的三維坐標。觀測過程中，要求接收機保持對所觀測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，一旦發(fā)生失鎖現象，就需要重新進行初始化工作。目前其定位精度可以達到厘米級。

4 工程案例1

4.1 工程概況

測區(qū)位于天津市塘沽區(qū)，控制網布設面積約8km2，設計點位32座，起算點采用位于測區(qū)南側、東側約0.8km的城市四等平面控制點各一座，測區(qū)北側、西側邊緣四等平面控制點各一座。

4.2 RTK GPS測量

為了保證測量成果的精度及可靠性，我們在測區(qū)北側及東側的起算點分別設置基準站，分別采集起算點空間坐標解算坐標系轉換參數;并分別測量待測點平面坐標，然后取兩次測量的平均值作為最終成果;兩次測量結果的坐標差值統計見表1。

根據上述兩次測量坐差值的統計，可算得兩次測量平均值的點位中誤差為±1.25cm。

4.3 RTK成果的外部檢驗

(1)相鄰點間邊長檢測

檢測采用TOPCONG TS602全站儀，以兩次測量平均值作為實測邊長值，共檢測通視邊17條，分別計算實測邊長與RTK測量成果坐標反算所得邊長的差值，根據邊長差值統計，可算得相鄰點間邊長中誤差為1.08cm。

(2)采用導線測量方式的坐標檢驗

在測區(qū)南測選擇待測點6座，按一級導線測量方式觀測，起算點為以上述城市四等平控制點為起算的按GPS靜態(tài)方式觀測的城市一級控制點;根據測量結果與上述RTK測量成果的坐標差值，估算出RTK測量成果的點位中誤差約為±1.22cm。

5 工程案例二

2010年6月，筆者單位在天津新技術開發(fā)區(qū)約24km2區(qū)域布設城市平面控制點43座，采用該區(qū)域內分布較均勻的原有GPS四等平面控制點5座為起算點，同樣采用上述雙基準站方式觀測，其中一次利用原GPS網測量時得到的WGS-84坐標建立坐標轉換關系。根據兩次測量坐標差統計，X坐標兩次測量最大差值為2.8cm，Y坐標兩次測量最大差值為3.3cm，兩次測量平均值的點位中誤差為±1.48cm。本工程中，我們同樣采用TOPCONG TS602全站儀進行邊長檢測，共檢測邊長11條。根據邊長差值統計，估算得相鄰點間邊長中誤差為±1.13cm。根據對上述工程數據的分析，可知采用本文所述的雙基準站觀測方式，取兩次測量平均值的作為最終成果，RTK測量模式完全可替代全站儀導線測量應用于房產平面控制測量。

6 建議

(1)RTK測量與靜態(tài)GPS測量相同，首先得到的是WGS-84坐標，必須通過一定的坐標轉換關系才能得到用戶坐標系坐標，轉換參數的求取精度對測量成果有很大影響，因此在實際應用中首先應注意起算點精度，特別應注意采用一定的方法檢核起算點的相對精度;同時，轉換參數有一定的區(qū)域性，它僅適用于起算點所圈定的一定區(qū)域，外推精度隨距離增加降低明顯，因此在實際工作中應盡量選擇能覆蓋整個測區(qū)且分布均勻的起算點。(2)若已知起算點為靜態(tài)GPS控制網成果，可利用已有WGS-84坐標及用戶坐標建立坐標轉換關系，這樣可節(jié)省采集起算點WGS-84坐標的時間、提高工作效率;但在利用原有成果時應注意所采用的WGS-84坐標應是在同一網平差中得到的，因為它是由單點定位的WGS-84坐標推算得到的，只代表某個特定的坐標對應關系。(3)基準站應選擇位置較高的點位，這樣可明顯擴大流動站作業(yè)范圍，但根據筆者對多個工程成果的統計分析，基準站與流動站間的距離對測量成有一定的影響，當流動站與基準站間的距離達到5-6km時，兩次測得的坐標差值及相鄰點間距離與全站儀邊長測量的成果差值超過5cm的明顯增多;筆者建議在采用RTK技術進行控制測量時，為保證成果的精度及可靠性，流動站的作業(yè)半徑應控制在5km以內;(4)根據上述第一、第三點，在采用RTK方式進行較大區(qū)域控制測量時可將測區(qū)劃分成若干個工作區(qū);各工作區(qū)的劃分應有一定的交叉，觀測時應進行相互檢核;也可以采用兩次工作區(qū)劃分不同的方式進行觀測。利用RTK技術進行房產平面控制測量操作靈活、簡單，同時減少了大量的觀測數據后處理工作，大大提高了工作效率，徹底改變了房產平面控制測量的作業(yè)模式;但在實際工作中應充分認識這一技術的特點及其與傳統測量模式的區(qū)別，設法提高測量成果的可靠性。

參考文獻

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