程鵬飛

摘 要：隨著GPS定位技術的不斷發(fā)展完善，使測繪定位技術發(fā)生了革命性的變革，為測繪工作提供了嶄新的技術手段和方法，GPS在控制測量中以其精度高、速度快、全天候等優(yōu)點得到了廣泛的應用。而GPS動態(tài)測量解K（RealTimeKinematiC）模式，除具有GPS測量的優(yōu)點外，可以避免靜態(tài)GPS測量中數據質量不能及時反映的不足，動態(tài)測量RTK技術與傳統(tǒng)測量方法相比，具有明顯的優(yōu)勢。

首先，觀測效率高，運用實時動態(tài)測量系統(tǒng)，連續(xù)采集單點坐標僅需十幾秒鐘，可實時解算坐標。

其次，布點方式比較靈活，節(jié)省費用。在控制測量中，運用實時動態(tài)定位技術，各控制點間無須通觀，既不需要進行造標，也不需要傳統(tǒng)三角測量、導線測量中的連接點及傳算點，這極大地降低和節(jié)省了測量費用。并且它可以實時反映測點的位置，精度和測量環(huán)境等。

本文在概述RTK技術的基礎上，探討了RTK技術在工程測量中應用。

關鍵詞：GPS；RTK；控制測量；動態(tài)測量；工程測量

前言

近十年來，GPS定位技術在應用基礎的研究、新應用領域的開拓、軟件和硬件了極為廣闊的前景，并預示著經典的測量技術面臨著一場意義深遠的變革，從而將進入一個嶄新的時代。

目前，GPS精密定位技術已經廣泛的滲透到了經濟建設和科學技術的許多領域，尤其對經典測量學的各個方面產生了極其深刻的影響。它在大地測量學及其相關領域，如地球動力學、海洋大地測量學、天文學、地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程測量及工程變形監(jiān)測、運動目標的測速以及精密時間傳遞等方面的廣泛應用，充分顯示了這一定位技術的高精度與高效益。

近年來，GPS精密定位技術在我國也得到蓬勃發(fā)展。在我國大地測量、精密工程測量、地殼運動監(jiān)測、資源勘察和城市控制網的改善方面的應用及其所取得的成功經驗，進一步展示了GPS精密定位技術的顯著優(yōu)越性和巨大潛力。

隨著全球定位系統(tǒng)（GPS）技術的快速發(fā)展，RTK（Real Time Kinematic）測量技術也日益成熟，RTK測量技術逐步在測繪中得到應用。RTK測量技術因其精度高、實時性和高效性，使得其在工程測量中的應用越來越廣。

1 RTK技術概述

實時動態(tài)（RTK）測量系統(tǒng)，是GPS測量技術與數據傳輸技術的結合，是GPS測量技術中的一個新突破。

RTK測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術，其基本思想是：在基準站上設置1臺GPS接收機，對所有可見GPS衛(wèi)星進行連續(xù)地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位原理，實時地解算整周模糊度未知數并計算顯示用戶站的三維坐標及其精度。

RTK測量系統(tǒng)一般由以下三部分組成：GPS接收設備、數據傳輸設備、軟件系統(tǒng)。數據傳輸系統(tǒng)由基準站的發(fā)射電臺與流動站的接收電臺組成，它是實現實時動態(tài)測量的關鍵設備。

1.1 RTK的組成概況

RTK-GPS系統(tǒng)由一個基準站，若干個流動站及通訊系統(tǒng)三部分組成?；鶞收景℅PS接收機，GPS天線，無線電通訊發(fā)射設備，供GPS接收機和無線電通訊設備使用的電源及其基準站控制器等部分。在有的RTK-GPS系統(tǒng)中，基準站GPS接收機本身具有數據傳輸參數、測量參數及坐標系統(tǒng)等內容的設置功能，使控制器與GPS接收機合為一體。

一個流動站由以下部分組成：GPS天線，GPS接收機，電源，無線電通訊接收設備及流動站顯示控制器。

1.2 RTK的原理

對于靜態(tài)測量，GPS系統(tǒng)需要兩臺或兩臺以上接收機同步觀測，記錄的數據用軟件進行事后處理（Post Processing），可得兩測站間精密的WGS-84基線向量。然后經平差、坐標轉換等工作，才能最終得到未知的坐標，現場無法求得坐標結果，不具備實時性，因此靜態(tài)測量型GPS儀器很難直接應用于具體的測繪工程。

差分GPS（DGPS）是近幾年內出現的新技術，包括RTD和RTK兩種。其中RTD稱實時偽距差分或平滑偽距差分，在該差分系統(tǒng)中，GPS基準站只傳送偽距校正值及其變化率。

現在RTD定位能達到米級精度。RTK稱實時動態(tài)載波相位差分。其設備是在兩臺靜態(tài)型測量儀器間加上一套無線電數據通訊系統(tǒng)，將相對獨立的GPS信號接收系統(tǒng)連成一個有機整體?；鶞收景呀邮盏降乃行l(wèi)星信息（包括偽距和載波相位觀測值）和基準站的一些信息（如基準站的坐標、天線高等）都通過通訊系統(tǒng)傳送到流動站，流動站本身在接收衛(wèi)星數據的同時，也接收基準站傳送的衛(wèi)星數據，在流動站完成初始化后，把接收到的基準站信息傳到控制器內，并將基準站的載波觀測信號與本身接收到的載波觀測信號進行差分處理，即可實時求解得出兩站間的基線值，同時輸入相應的坐標，轉換參數和投影參數，即實時求得實用的未知坐標。因此要求GPS接收機要具備很強的運算能力。一般來說，RTK系統(tǒng)可達厘米級的定位精度。

1.3 RTK的主要技術指標

RTK作為新技術用于測量是對靜態(tài)CPS測量的有機補充，但對RTK測量的相關規(guī)范還沒有出臺，以下是結合實際情況所給出的技術指標：

l.RTK測量時的儀器標稱精度

平面：lem+lppm；高程：Zem+Zppm。

2.距離

建議工作距離：rokm；

最大工作距離：40km（有時需用大功率電臺

和中繼站的配合）

3.時間

RTK初始化時間：2一ro秒（好的測量條件）

RTK測量時間：2秒厘米級，20秒毫米級

3.1 RTK測量坐標的系統(tǒng)管理

對于GPS測量其本身其本身運作在WGS84地心坐標系統(tǒng)下，但實際測量所面對的坐標系統(tǒng)卻變化多樣，主要分兩種：1.基準和坐標系參數明確，可以確定兩個大地測量基準之間的轉換參數，從而通過鍵人該坐標系的相關參數求取轉換參數，把測量的WGS84地心坐標系統(tǒng)下的三維空間直角坐標轉換到該坐標系下，根據基準站所鍵人的坐標和確定的投影計算流動站所測點的坐標。

3.2基準和坐標系參數不明確，分兩種情況：

（l）知道該點的WGS84地心坐標和該點的地方坐標，通過一一鍵人來確定該控制點所控制范圍的轉換參數（至少三個已知點），通過這種方法所確定的轉換參數適用于該控制點所控制范圍，對該控制點無法控制范圍該轉換參數不適用，但該方法適用于任意坐標系統(tǒng)，特別在建立工程控制網中得到了大量的應用。

（2）只知道該點的地方坐標，這時需利用RTK定位方法，以基準站為起算位置，確定各控制點之間的位置關系，并實時測定該控制點的WGS84地心坐標。在這種情況下，基準站的大地坐標是GPS自動測定的，利用控制點的兩套坐標系WG吸拼地心坐標（實時測定的）和地方坐標求取換參數，然后根據轉換參數求取基準站的地方坐標，并刷新地方坐標為基準站的假定坐標，這時和（1）一樣了。

3.3RTK動態(tài)操作流程

3.3.1基準站

連接儀器 （尤其注意一定保證電臺的連接正確后在加電）

新建任務 （取文件名，選擇坐標系，我們常用無投影無墓準，在后面用3一4個已知點作校正）

輸入點校正 （平面至少兩個已知點.最好三個，要高程需四個點。每個點應具有84和54兩套坐標）

對主機及其

電臺進行設置（注意天線類型，無線電頻率）

啟動基準站（觀察電臺有閃動證明已經啟動）

3.3.2 標準站

連接儀器

打開任務 （選擇與基準站同一個任務）

對主機及電臺 （注意天線類型，無線電頻率，看見手簿有電臺標志表示收到無線電信號，等初始完行）設置

開始測量 （可選擇點 線）

放樣（可現場輸入，也可業(yè)內鍵入要放的要素）

結束語：

人類進入21世紀，隨著科學技術的速猛發(fā)展，RTK技術的發(fā)展趨勢有：接收機小型化、增強抗樹林遮擋和抗電波干擾的能力、降低碼觀測值和載波相位觀測值的噪聲、精化誤差模型、生產接收雙星座和多星座的接收機、室內實時定位等。

GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在促進國民經濟發(fā)展中起著非常重要的作用，是體現我國綜合國力的一個重要指標，因此我們在今后要逐步實現GPS現代化—建立多個連續(xù)運行參考站的衛(wèi)星定位系統(tǒng)即網絡RTK技術。