網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在一級(jí)控制測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：RTK（Real-time kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新的常用的GPS測(cè)量方法，能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程。本文介紹了RTK及網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)、和網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在一級(jí)控制測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞：RTK；網(wǎng)絡(luò)RTK；一級(jí)控制測(cè)量；應(yīng)用實(shí)例

中圖分類(lèi)號(hào)：TU311.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

RTK（Real-time kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新的常用的GPS測(cè)量方法，能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制測(cè)量帶來(lái)了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

2 RTK技術(shù)的基本原理

高精度的GPS測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不足一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開(kāi)機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。

RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK定位時(shí)要求基準(zhǔn)站接收機(jī)實(shí)時(shí)地把觀測(cè)數(shù)據(jù)（偽距觀測(cè)值，相位觀測(cè)值）及已知數(shù)據(jù)傳輸給流動(dòng)站接收機(jī)，數(shù)據(jù)量比較大，一般都要求9600的波特率，這在無(wú)線電上不難實(shí)現(xiàn)。

3 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的基本原理

在網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)中，線性衰減的單點(diǎn)GPS誤差模型被區(qū)域型的GPS網(wǎng)絡(luò)誤差模型所取代，即用多個(gè)參考站組成的GPS網(wǎng)絡(luò)來(lái)估計(jì)一個(gè)地區(qū)的GPS誤差模型，并為網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)的用戶(hù)提供校正數(shù)據(jù)。而用戶(hù)收到的也不是某個(gè)實(shí)際參考站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，而是一個(gè)虛擬參考站的數(shù)據(jù)，和距離自己位置較近的某個(gè)參考網(wǎng)格的校正數(shù)據(jù)，因此網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)又被稱(chēng)為虛擬參考站技術(shù)（Virtual Reference）。

4 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在一級(jí)控制測(cè)量中的應(yīng)用

4.1 工程項(xiàng)目：蕭山區(qū)1∶500數(shù)字地形圖測(cè)繪（二標(biāo)段）。

4.2 GPS-RTK一級(jí)點(diǎn)的布設(shè)：共埋設(shè)一級(jí)控制點(diǎn)333個(gè)，編號(hào)為I12351-I12683，聯(lián)測(cè)2個(gè)D級(jí)點(diǎn)GD179、GD183對(duì)本次施測(cè)成果進(jìn)行檢查。

4.3 作業(yè)依據(jù)：《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范》CH/T 2009-2010及杭州市衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)《網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)規(guī)定》。

4.4 GPS-RTK一級(jí)點(diǎn)的外業(yè)觀測(cè)

4.4.1 外業(yè)采用的儀器為兩臺(tái)Trimble GNSS R8-3雙頻接收機(jī)，儀器編號(hào)：4920172372、4921173467，其標(biāo)稱(chēng)精度符合規(guī)范要求，儀器經(jīng)浙江省測(cè)繪器具檢定站檢測(cè)，檢測(cè)合格且在檢測(cè)有效期內(nèi)。

4.4.2 觀測(cè)利用HZCORS系統(tǒng)進(jìn)行，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)用腳架對(duì)中、整平，流動(dòng)站設(shè)置衛(wèi)星高度角≥15°，有效觀測(cè)衛(wèi)星總數(shù)≥5顆，PDOP值<6。測(cè)量控制手簿設(shè)置控制點(diǎn)的單次觀測(cè)的平面收斂精度≤1.5cm，高程收斂精度≤2cm，采樣間隔為2s～5s，每次采樣不少于20個(gè)歷元。每個(gè)點(diǎn)觀測(cè)兩個(gè)時(shí)段，分別在上、下午進(jìn)行觀測(cè)（由于考慮到調(diào)度原因，個(gè)別點(diǎn)沒(méi)能區(qū)分在上、下午觀測(cè)，但兩個(gè)時(shí)段時(shí)間間隔一般在2小時(shí)以上），每個(gè)時(shí)段觀測(cè)2次，每次測(cè)量均重新初始化，待初始化完成且收斂穩(wěn)定后才進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。4次觀測(cè)同一點(diǎn)點(diǎn)號(hào)前加A、B、C、D區(qū)分，當(dāng)4次觀測(cè)存在超限時(shí)，補(bǔ)測(cè)時(shí)加E、F……，依此類(lèi)推，直至觀測(cè)數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求，在數(shù)據(jù)整理時(shí)，利用補(bǔ)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)A、B或C、D進(jìn)行替換。

4.5 GPS-RTK一級(jí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：

外業(yè)數(shù)據(jù)檢查符合規(guī)范要求后，導(dǎo)出控制點(diǎn)的WGS84坐標(biāo)，通過(guò)杭州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院CORS中心提供的在線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，分別求得杭州坐標(biāo)系和杭州坐標(biāo)系（120°30′）成果，取符合規(guī)范要求的各次觀測(cè)成果的平均值作為平面最終成果。

4.6 GPS-RTK成果精度情況

4.6.1 同一時(shí)段2次觀測(cè)平面較差最大值和兩時(shí)段平面較差最大值統(tǒng)計(jì)入表1、表2。

4.6.2 聯(lián)測(cè)了2個(gè)D級(jí)點(diǎn)對(duì)本次測(cè)量成果進(jìn)行檢查，新老成果比較如下表。

4.6.3 本測(cè)區(qū)共檢測(cè)了23條邊長(zhǎng)。其中邊長(zhǎng)較差相對(duì)誤差最大為1：15974（I12409-I12561），最小為1：441866（I12435-I12434）。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在一級(jí)控制測(cè)量中的應(yīng)用，總結(jié)出：①網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)方便快捷，能搞提高工作效率；②網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)精度可靠，能夠滿(mǎn)足全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)

[1]《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)規(guī)范》CH/T 2009-2010

[2]孫建華.杭州市HZCORS系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問(wèn)題的研究與探討[J].浙江測(cè)繪，2009，2.