張傳忠 楊淑靈 陳雪梅

摘 要：隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，GPS開始被廣泛地應用在各個測繪領域，而RTK技術是一種定位更加精準的測量方法，因此它的出現(xiàn)是GPS應用的又一大突破，為各種控制測量提供了新的思路。其不僅能達到像控點的精度要求，還能減少測量用時，與常規(guī)方法相比具有很大的優(yōu)越性，展示了RTK在航測中的廣泛應用前景。

關鍵詞：GPS-RTK；像控點測量；基準站；轉換參數(shù)

1 像控點測量方法

①導線法。較長路線采用復合導線；短距離通常采用支導線法。②線形鎖。③交會法。當已知點為三個時，采用前方交會或側方交會；已知點為四個時，可以采用后方交會。④引點法。如果在測量時通視不佳則可以選擇引點法。

高程控制點根據(jù)地形條件可以采用：①高程導線；②測圖水準和經(jīng)緯儀水準；③三角高程路線；④獨立交會高程點。

上面的幾種像片控制點的測量方法，是傳統(tǒng)的測量方法，因此在實際應用中難免會受到一些限制，具體體現(xiàn)在：①由于高等級的控制點成果比較少，所以在測量時，測量工作非常困難。②由于大部分像控點一般都是處在通視條件不好的位置，因此在測量之前必須做相應的輔助性工作，使測量周期延長，同時增加了測量成本。③在通視條件不好的地區(qū)，在一天之內(nèi)可以完成測量的點非常少，因此前面的幾種測量方法由于測量時間長，過程繁瑣，無法滿足工程測量的用時要求。

2 RTK技術原理

RTK技術的原理是：首先在確定點上布置一臺GPS接收機，其目的之一是作為基準站，同時將基準站的坐標、高程、坐標轉換參數(shù)等關鍵數(shù)據(jù)存入GPS控制手簿中。還要另外設置幾臺GPS接收機，其目的是作為流動站?；鶞收竞土鲃诱就瑫r接收衛(wèi)星信號，基準站接收的信號會傳輸?shù)搅鲃诱?，流動站將接收的信號以及基準站傳過來的信號一起再傳輸?shù)娇刂剖植局?，然后對這些信號進行實時差分及平差處理。通過比較實時得到的坐標、高程、實測精度與預想中的指標相比較，如果達到了測量精度的要求，控制手簿將會對測量成果作出評價，并提示測量人員是否接受此次測量成果，測量人員接受成果之后，繼而將所測的坐標、高程、精度都記錄下來。

GPS-RTK技術測量示意圖

3 技術要點

3.1 基準站的選擇

在利用RTK技術進行定位測量時，在選擇基準站時，應確保流動站與基準站相隔的距離不能過大，理論范圍是5～10km。為了使流動站更好地接收來自基準站的信號，兩者之間的天線應該滿足“準光學通”。在平坦的地區(qū)利用RTK技術測量，往往可以成功的完成測量的工作，但是在一些地形復雜的地區(qū)，RTK技術則很難被實施。

另外為了提高各點與基準站之間的距離，就要讓其能夠準光學通視。在實際測量中，可以事先在測區(qū)內(nèi)布置若干個控制點，在這些控制點上再架設基準站，為了避免衛(wèi)星信號受測區(qū)上空各種無線電的干擾，可以通過提高天線的架設高度來實現(xiàn)。

基準站和流動站的選擇

3.2 坐標轉換參數(shù)的求解

在利用RTK技術測量時，假設選取的坐標系是北京54坐標系，由于流動站獲取的各種坐標參數(shù)實際是高斯平面坐標，因此要對轉換參數(shù)進行求解。求解的方法具體有如下幾種。①把帶有控制點的WGS-84坐標和北京54坐標結合起來，建立一種關系，然后對參數(shù)進行求解。②測量人員可以提前通過GPS的控制測量，求出轉換參數(shù)，從而實現(xiàn)對兩個不同坐標系統(tǒng)之間的轉化。③通過投影方式來求解轉換參數(shù)。

上述三種方法是較為常見的求解方法，現(xiàn)對①方法進行具體論述。1）在利用RTK技術進行定位測量時，基準站往往設置在已知的控制點上，于是該點的WGS-84坐標和北京54坐標都是已知的，然后把這兩個坐標輸入到控制手簿中，就可以非常容易的獲得轉換參數(shù)。此法是在無WGS-84坐標成果的情況下使用的一種方法。基準站的WGS-84坐標通過單點定位得到，再用流動站到控制點上去采集WGS-84坐標，然后應用采集的數(shù)據(jù)進行轉換參數(shù)的求取。2）在一些地形復雜的區(qū)域，由于并沒有合適的控制點來設置基準站，這個時候就可任意的設置基準站的位置，即假想一個基準站的北京54坐標，其WGS-84坐標可以直接從測量手簿里讀取出來，然后再采集各個控制點和流動站的WGS-84坐標。由于所有的坐標均是假想而來的，因此在對轉換參數(shù)進行求解時，基準站就不出現(xiàn)在參數(shù)的求解過程中。

3.3 RTK作業(yè)前的檢驗

RTK測量的可靠性取決于數(shù)據(jù)鏈傳輸質量和流動站的觀測環(huán)境。在測量時部分數(shù)據(jù)信息由于受到干擾被暫時的遮掩起來，還有部分數(shù)據(jù)信息在傳輸?shù)倪^程中發(fā)生傳輸錯誤造成了誤差，因此在利用RTK技術進行測量時，真正可以利用的數(shù)據(jù)并不多，因此在測量之前，必須要對數(shù)據(jù)鏈傳輸質量和流動站的觀測環(huán)境進行檢驗。在測量工作開始之前，要對基準站和流動站的各種設備的參數(shù)設置進行檢查，通過反復的檢查，觀察是否存在設置問題；觀測窗口的狀態(tài)檢驗、衛(wèi)星數(shù)量要求、衛(wèi)星高度角要求、GDOP值等都需要提前檢驗。通過這些檢查，不僅可以發(fā)現(xiàn)基準站和流動站中是否存在一些可以避免的設置錯誤，還可以檢驗RTK技術的實際作業(yè)情況是否滿足像控點的精度要求。

4 結束語

隨著GPS-RTK技術的不斷發(fā)展成熟，其在測繪領域中得到了很好的應用，并與傳統(tǒng)測量技術相比，體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)越性，因此RTK技術是一種非常實用的測量技術。RTK技術在測量上，操作并不復雜，測量人員不需要具備非常專業(yè)的測量知識就能完成測量工作。但是必須要認識到，在利用RTK技術進行測量時，對基準站的準確選擇非常的關鍵。在測量的時候，要做好作業(yè)前的檢驗工作，保證數(shù)據(jù)鏈的傳輸質量和流動站的觀測環(huán)境滿足測量要求，避免衛(wèi)星信號受測量區(qū)域上空各種無線電的干擾。

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