丁小亮 等

摘要：GPS RTK作為21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，因其定位精度高、測(cè)量速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。本文就是從GPSRTK的基本原理出發(fā)，分析測(cè)量誤差因素，探討RTK在控制測(cè)量中的應(yīng)用特點(diǎn)及精度大小。通過(guò)GPSRTK實(shí)際觀測(cè)作業(yè)得到工程實(shí)踐數(shù)據(jù)，再用GPSRTK實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)與常規(guī)控制測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析了GPSRTK的測(cè)量精度，檢驗(yàn)RTK是否可以滿足控制測(cè)量精度要求，精度可靠程度如何。

關(guān)鍵詞：GPS-RTK 控制 測(cè)量精度

0 引言

全球定位系統(tǒng)（GPS）是一種具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。RTK（Real Time Kinematic）是一種基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它可以實(shí)時(shí)提供指定坐標(biāo)系中測(cè)點(diǎn)的三維定位數(shù)據(jù)，測(cè)量精度可以精確到厘米。GPS-RTK的出現(xiàn)是對(duì)經(jīng)典測(cè)繪技術(shù)的一次跨越。本文以某地工程實(shí)際為例，分析了GPS-RTK技術(shù)的精度，證明了GPS-RTK技術(shù)在圖根控制測(cè)量應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于相應(yīng)工程具有一定的參考價(jià)值。

1 GPS-RTK工作原理、方法和作業(yè)流程

1.1 RTK技術(shù)的工作原理。在RTK工作模式下，基準(zhǔn)站借助無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈向流動(dòng)站傳輸測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及觀測(cè)值。流動(dòng)站還可以接收GPS衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送的載波相位信息，并構(gòu)成相位差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。載波相位差分GPS包括兩類：一類是基準(zhǔn)站將載波相位修正量發(fā)送至用戶站，以修正其載波相位，再求解坐標(biāo)；一類是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送至用戶進(jìn)行求差，解算坐標(biāo)。前者為準(zhǔn)RTK技術(shù)，后者為真正的RTK技術(shù)。

1.2 RTK測(cè)量的誤差影響分析。RTK測(cè)量誤差來(lái)源如下：基于誤差的來(lái)源與性質(zhì)可將其分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差會(huì)嚴(yán)重影響點(diǎn)位的定位結(jié)果，但只要掌握其規(guī)律制定有效的防治措施，系統(tǒng)誤差完全可以避免。如針對(duì)系統(tǒng)誤差對(duì)電離層折射的影響，我們可運(yùn)用雙頻技術(shù)結(jié)合同步觀測(cè)值求差法來(lái)消除系統(tǒng)誤差；電離層折射的影響可加入修正模型來(lái)削弱誤差的影響；衛(wèi)星鐘差在系統(tǒng)中采用二階多項(xiàng)式來(lái)削弱其影響程度；衛(wèi)星星歷誤差在平差模型中引入軌道松弛法來(lái)消除。在現(xiàn)行技術(shù)條件下，系統(tǒng)誤差對(duì)定位結(jié)果的影響完全可以通過(guò)先進(jìn)的儀器設(shè)備及系統(tǒng)模型來(lái)避免。偶然誤差沒(méi)有固定的規(guī)律，特別是RTK確定整周模糊度的可靠性不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)鏈（電臺(tái)）傳輸誤差、電磁波干擾以及對(duì)中誤差等。

2 工程實(shí)例分析

2.1 工程概況。本次測(cè)量比對(duì)試驗(yàn)是在某高新區(qū)內(nèi)，核心區(qū)域面積22平方公里，其中C級(jí)GPS網(wǎng)點(diǎn)8個(gè)，精密四等導(dǎo)線點(diǎn)32個(gè)，所有C級(jí)GPS點(diǎn)和精密導(dǎo)線點(diǎn)均進(jìn)行二等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，測(cè)量方法嚴(yán)格按照規(guī)范要求操作，測(cè)量水準(zhǔn)路線總長(zhǎng)約17.2千米，閉合差為4.1毫米，滿足規(guī)范要求，本次利用RTK測(cè)量了22個(gè)控制點(diǎn)，在GPS點(diǎn)上用三腳架設(shè)置流動(dòng)站接收機(jī)，每點(diǎn)連續(xù)采集3個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)取均值。

2.2 精度分析。通過(guò)采集22個(gè)點(diǎn)實(shí)例比對(duì)，控制點(diǎn)△x最大為23mm，△y最大為27mm，高程誤差最大為46mm，點(diǎn)位較差基本上都在5cm以內(nèi)，有個(gè)別差值較大。一般可以滿足城市地形，地籍測(cè)量及大部分非精密工程測(cè)量的精度要求。

同時(shí)對(duì)用RTK實(shí)測(cè)的控制網(wǎng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)坐標(biāo)，反算了相應(yīng)邊長(zhǎng)，與已知邊長(zhǎng)作比較，作為判斷RTK測(cè)量點(diǎn)平面精度的目的。其邊長(zhǎng)較差均在1cm之內(nèi)，相對(duì)邊長(zhǎng)也在1/131852-1/8021之間，計(jì)算結(jié)果達(dá)到一、二級(jí)控制網(wǎng)的限差要求，說(shuō)明此GPSRTK坐標(biāo)可作為相應(yīng)等級(jí)控制網(wǎng)的坐標(biāo)使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

RTK技術(shù)作為一種先進(jìn)的測(cè)量手段，極大地改變了傳統(tǒng)的測(cè)量模式，提高了作業(yè)效率，節(jié)約了大量的人力物力，為測(cè)量工作帶來(lái)了巨大變革。同時(shí)為了解決RTK測(cè)量作用半徑短的問(wèn)題，研究人員使用了電臺(tái)中繼站來(lái)傳輸差分信號(hào)，或者架設(shè)多基站來(lái)擴(kuò)大測(cè)量范圍，網(wǎng)絡(luò)RTK的出現(xiàn)再次改寫(xiě)了其發(fā)展的新里程。同時(shí)也證明了GPS-RTK技術(shù)在測(cè)量應(yīng)用中具有的優(yōu)勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介：丁小亮（1969-﹚，男，陜西西安人，工程師，主要從事測(cè)繪工程工作。