鐵中彪TIE Zhong-biao；王國(guó)俠WANG Guo-xia

（①青海省地礦測(cè)繪院，西寧 810000；②青海省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 810000）

（①Q(mào)inghai Geology Mineral Surveying Institute，Xining 810000，China；②Qinghai No.4 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources，Xining 810000，China）

0 引言

隨著科技的進(jìn)步與現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，GPS 技術(shù)和RTK 技術(shù)已經(jīng)取代傳統(tǒng)的測(cè)量手段成為現(xiàn)代測(cè)量工作中首選的測(cè)量技術(shù)。采用這兩種技術(shù)進(jìn)行測(cè)量有利于提高測(cè)量工作的效率、提高測(cè)量的精確性，為相關(guān)部門提供更科學(xué)的數(shù)據(jù)。在未來的測(cè)量工作中，這兩種技術(shù)會(huì)成為主流測(cè)量方法。下面就GPS 技術(shù)和RTK 技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 GPS 技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用

GPS 技術(shù)是利用衛(wèi)星來進(jìn)行全球的定位導(dǎo)航，它具有全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、高精度的測(cè)量特點(diǎn)，而且在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)具有很好的抗干擾性和保密性。

1.1 GPS 技術(shù)工作原理 GPS 系統(tǒng)主要由空間無線通信衛(wèi)星、地面控制站以及用戶設(shè)備三部分組成?？臻g衛(wèi)星星座由24 顆無線通信衛(wèi)星組成，這24 顆衛(wèi)星平均分布在空間軌道內(nèi)，是地面生任何人在任何地點(diǎn)都能搜索到至少4 顆無線通信衛(wèi)星，保證在全球范圍內(nèi)的人都能利用GPS技術(shù)進(jìn)行定位和導(dǎo)航。每顆GPS 衛(wèi)星都會(huì)24 小時(shí)不間斷地向用戶發(fā)射定位信號(hào)，保證了定位導(dǎo)航的全天候性。GPS 地面控制站由主控制站、注入站和監(jiān)測(cè)站組成。主控制站將衛(wèi)星傳輸來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，并將數(shù)據(jù)傳給注入站，再由注入站將數(shù)據(jù)傳輸至衛(wèi)星存儲(chǔ)器中，方便用戶使用。GPS 用戶端主要由信號(hào)接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件和其他設(shè)備組成。信號(hào)接收機(jī)可以接受衛(wèi)星傳輸?shù)母鞣N數(shù)據(jù)信號(hào)，通過數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

1.2 GPS 技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用 GPS 技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量要建立GPS 測(cè)量網(wǎng)，GPS 測(cè)量網(wǎng)的基本設(shè)計(jì)原則是：閉合圖形、點(diǎn)位重合、視野開闊。在設(shè)計(jì)時(shí)主要采取三角型測(cè)量網(wǎng)、矩形測(cè)量網(wǎng)、環(huán)形測(cè)量網(wǎng)。在GPS 測(cè)量網(wǎng)形狀確定后就要對(duì)GPS 測(cè)量點(diǎn)位進(jìn)行科學(xué)選擇，在測(cè)量過程中選擇的測(cè)量點(diǎn)有以下幾點(diǎn)要求：點(diǎn)位視野開闊便與測(cè)量、點(diǎn)位地形有利、點(diǎn)位穩(wěn)定不會(huì)隨時(shí)更換、點(diǎn)位遠(yuǎn)離對(duì)GPS 信號(hào)接收有影響的物體。這樣才能方便測(cè)量，得出更準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，要選擇合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行測(cè)量，要使測(cè)量區(qū)域內(nèi)能接收到足夠數(shù)量的測(cè)量衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，這樣才能根據(jù)不同衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)確定所測(cè)量地區(qū)完整的三維坐標(biāo)。

這些前期準(zhǔn)備都完成后就開始正式的測(cè)量工作。在測(cè)量區(qū)域中心位置選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，在其中安放一臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備，跟蹤衛(wèi)星。另外在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)流動(dòng)接收站。在基準(zhǔn)站接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，每個(gè)流動(dòng)接收站按照相同的時(shí)間間隔與固定基準(zhǔn)站相連接，這樣就可以得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。當(dāng)完成每一個(gè)節(jié)點(diǎn)三維坐標(biāo)的測(cè)量時(shí)，就能根據(jù)繪制的GPS 測(cè)量網(wǎng)繪制出整個(gè)測(cè)量區(qū)域的三維坐標(biāo)。測(cè)量的到的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行系統(tǒng)分析后，會(huì)將大量的數(shù)據(jù)匯總為測(cè)量過程中常見的數(shù)據(jù)，使測(cè)量人員可以更直觀地看到測(cè)量數(shù)據(jù)，并形成最后的測(cè)量結(jié)果。GPS 技術(shù)大大提高了測(cè)量工作的效率，減少了工作人員的工作強(qiáng)度，具有很大的應(yīng)用前景，將推動(dòng)測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展。

2 RTK 技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用

RTK 技術(shù)，又稱為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)。這一技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與GPS 測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，是在GPS 技術(shù)上發(fā)展和建立起來的。

2.1 RTK 技術(shù)工作原理 RTK 技術(shù)的工作原理是通過基準(zhǔn)站將測(cè)量到的載波相位值、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)監(jiān)測(cè)站，流動(dòng)監(jiān)測(cè)站通過接收這些數(shù)據(jù)將載波相位觀測(cè)值進(jìn)行分析處理，得到基準(zhǔn)站與流動(dòng)監(jiān)測(cè)站之間的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，每一個(gè)流動(dòng)監(jiān)測(cè)站都會(huì)得到不同的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，最終得到每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這樣來完成對(duì)測(cè)量區(qū)域的測(cè)量工作。

RTK 技術(shù)主要由基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)鏈、流動(dòng)接收站組成?；鶞?zhǔn)站的作用是接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)鏈，通過無線通信衛(wèi)星將這個(gè)數(shù)據(jù)鏈及時(shí)傳輸給流動(dòng)接收站。流動(dòng)接收站在接收到這一數(shù)據(jù)鏈后，利用數(shù)據(jù)處理分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行解碼分析，得到相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。最后將這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，最終形成完整的地理坐標(biāo)系統(tǒng)，完成對(duì)測(cè)量區(qū)域的測(cè)量工作。

2.2 RTK 技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用 在利用RTK 技術(shù)進(jìn)行測(cè)量前，要首先對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行實(shí)地勘察，收集測(cè)量區(qū)域內(nèi)的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，要對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)的情況進(jìn)行詳細(xì)檢查，并且對(duì)各控制點(diǎn)的失業(yè)情況進(jìn)行詳細(xì)研究，確保在測(cè)量過程中的萬(wàn)無一失。然后選測(cè)測(cè)量區(qū)域的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，因?yàn)槭褂肦TK 技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)要求給出實(shí)時(shí)坐標(biāo)，坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換就變得十分重要。在設(shè)置轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)需要有三個(gè)能覆蓋整個(gè)測(cè)量區(qū)域的控制點(diǎn)，利用GPS 靜態(tài)測(cè)量技術(shù)，測(cè)定這些控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)和WGS-84 坐標(biāo)，利用這兩種不同的坐標(biāo)數(shù)據(jù)求解坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蜏?zhǔn)確性，就必須正確選擇基準(zhǔn)站，使數(shù)據(jù)傳輸更加方便快捷?；鶞?zhǔn)站最好選擇在已知坐標(biāo)的地點(diǎn)上，這樣為后續(xù)的坐標(biāo)信息處理提供了方便。基準(zhǔn)站要選擇在地勢(shì)較高，視野較好，周圍沒有遮擋物的區(qū)域，這樣可以更好地接收和發(fā)射信號(hào)，防止數(shù)據(jù)的傳輸出現(xiàn)中斷，影響測(cè)量效率。在數(shù)據(jù)鏈傳世是為了防止數(shù)據(jù)鏈丟失，基準(zhǔn)站周圍和接收站周圍不能有比較大的遮擋物以及對(duì)無線電信號(hào)有干擾的電臺(tái)等設(shè)施。

對(duì)控制點(diǎn)的監(jiān)測(cè)要做到基準(zhǔn)站和流動(dòng)監(jiān)測(cè)站的雙重檢測(cè)，通過對(duì)兩個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析最終得到各個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)，最終得到測(cè)繪區(qū)域的完整坐標(biāo)數(shù)據(jù)完成對(duì)整個(gè)區(qū)域的控制測(cè)量。RTK 在測(cè)量過程要注意以下問題：RTK在數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)膶?shí)際操作過程中有可能會(huì)存在數(shù)據(jù)鏈傳輸終端的現(xiàn)象，這時(shí)工作人員就要及時(shí)找到與數(shù)據(jù)傳輸頻率相接近的無線電信號(hào)，及時(shí)改變數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線電頻率，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。為了提高數(shù)據(jù)觀測(cè)的精確性，流動(dòng)監(jiān)測(cè)站的天線最好選擇帶支架的對(duì)中桿，這樣才能保證數(shù)據(jù)連接和傳輸時(shí)的穩(wěn)定性，減少數(shù)據(jù)傳輸過程中產(chǎn)生的誤差，使測(cè)量結(jié)果更加精確。在測(cè)量過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間無法得到測(cè)量數(shù)據(jù)的情況，這種情況可能是在信號(hào)接收站周圍有反射性較強(qiáng)的物體出現(xiàn)，這時(shí)工作人員要及時(shí)排查當(dāng)時(shí)情況，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴．?dāng)測(cè)量地區(qū)地質(zhì)條件比較復(fù)雜，天氣狀況不是很好時(shí)，RTK 技術(shù)就無法充分發(fā)揮它的測(cè)量作用，得到的測(cè)量結(jié)果有可能還會(huì)存在就較大誤差，這時(shí)就要采用常規(guī)的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及測(cè)量工作的實(shí)際需要，GPS 技術(shù)和RTK 技術(shù)將會(huì)越來越多地應(yīng)用到各種測(cè)量工作中。測(cè)量工作人員要不斷學(xué)習(xí)GPS 和RTK 測(cè)量技術(shù)，提升自身的能力水平，讓GPS 技術(shù)和RTK 技術(shù)更好地發(fā)揮各自的作用。在實(shí)際工作中，工作人員要根據(jù)測(cè)量地區(qū)的實(shí)際情況選擇采取哪種測(cè)量技術(shù)，在測(cè)量工作中也要不斷對(duì)這兩種測(cè)量技術(shù)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，這樣才能不斷促進(jìn)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，為我國(guó)測(cè)量工作的進(jìn)一步發(fā)展提供支持。

[1]劉小玲.RTK 技術(shù)在控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2007（05）.

[2]袁麗華.GPS 在控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].科技促進(jìn)發(fā)展（應(yīng)用版），2010（10）.

[3]李召，佘冬芝.GPS 技術(shù)在地形控制測(cè)量中的應(yīng)用探討[J].中州煤炭，2010（03）.