網絡RTK技術在一級控制測量中的應用

摘 要：RTK（Real-time kinematic）實時動態差分法。這是一種新的常用的GPS測量方法，能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大里程。本文介紹了RTK及網絡RTK技術的基本原理、特點、和網絡RTK技術在一級控制測量中的應用實例。

關鍵詞：RTK；網絡RTK；一級控制測量；應用實例

中圖分類號：TU311.41 文獻標識碼：A

1 概述

RTK（Real-time kinematic）實時動態差分法。這是一種新的常用的GPS測量方法，能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業作業效率。

2 RTK技術的基本原理

高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術就是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在RTK作業模式下，基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數據鏈接收來自基準站的數據，還要采集GPS觀測數據，并在系統內組成差分觀測值進行實時處理，同時給出厘米級定位結果，歷時不足一秒鐘。流動站可處于靜止狀態，也可處于運動狀態；可在固定點上先進行初始化后再進入動態作業，也可在動態條件下直接開機，并在動態環境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知數解固定后，即可進行每個歷元的實時處理，只要能保持四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出厘米級定位結果。

RTK技術的關鍵在于數據處理技術和數據傳輸技術，RTK定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據（偽距觀測值，相位觀測值）及已知數據傳輸給流動站接收機，數據量比較大，一般都要求9600的波特率，這在無線電上不難實現。

3 網絡RTK技術的基本原理

在網絡RTK技術中，線性衰減的單點GPS誤差模型被區域型的GPS網絡誤差模型所取代，即用多個參考站組成的GPS網絡來估計一個地區的GPS誤差模型，并為網絡覆蓋地區的用戶提供校正數據。而用戶收到的也不是某個實際參考站的觀測數據，而是一個虛擬參考站的數據，和距離自己位置較近的某個參考網格的校正數據，因此網絡RTK技術又被稱為虛擬參考站技術（Virtual Reference）。

4 網絡RTK技術在一級控制測量中的應用

4.1 工程項目：蕭山區1∶500數字地形圖測繪（二標段）。

4.2 GPS-RTK一級點的布設：共埋設一級控制點333個，編號為I12351-I12683，聯測2個D級點GD179、GD183對本次施測成果進行檢查。

4.3 作業依據：《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》CH/T 2009-2010及杭州市衛星定位綜合服務系統《網絡RTK技術規定》。

4.4 GPS-RTK一級點的外業觀測

4.4.1 外業采用的儀器為兩臺Trimble GNSS R8-3雙頻接收機，儀器編號：4920172372、4921173467，其標稱精度符合規范要求，儀器經浙江省測繪器具檢定站檢測，檢測合格且在檢測有效期內。

4.4.2 觀測利用HZCORS系統進行，流動站觀測時用腳架對中、整平，流動站設置衛星高度角≥15°，有效觀測衛星總數≥5顆，PDOP值<6。測量控制手簿設置控制點的單次觀測的平面收斂精度≤1.5cm，高程收斂精度≤2cm，采樣間隔為2s～5s，每次采樣不少于20個歷元。每個點觀測兩個時段，分別在上、下午進行觀測（由于考慮到調度原因，個別點沒能區分在上、下午觀測，但兩個時段時間間隔一般在2小時以上），每個時段觀測2次，每次測量均重新初始化，待初始化完成且收斂穩定后才進行數據采集。4次觀測同一點點號前加A、B、C、D區分，當4次觀測存在超限時，補測時加E、F……，依此類推，直至觀測數據符合規范要求，在數據整理時，利用補測數據對A、B或C、D進行替換。

4.5 GPS-RTK一級點的數據轉換：

外業數據檢查符合規范要求后，導出控制點的WGS84坐標，通過杭州市勘測設計研究院CORS中心提供的在線坐標轉換軟件進行坐標轉換，分別求得杭州坐標系和杭州坐標系（120°30′）成果，取符合規范要求的各次觀測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 同一時段2次觀測平面較差最大值和兩時段平面較差最大值統計入表1、表2。

4.6.2 聯測了2個D級點對本次測量成果進行檢查，新老成果比較如下表。

4.6.3 本測區共檢測了23條邊長。其中邊長較差相對誤差最大為1：15974（I12409-I12561），最小為1：441866（I12435-I12434）。

結語

本文通過對網絡RTK技術在一級控制測量中的應用，總結出：①網絡RTK技術方便快捷，能搞提高工作效率；②網絡RTK技術精度可靠，能夠滿足全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范要求。

參考文獻

[1]《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》CH/T 2009-2010

[2]孫建華.杭州市HZCORS系統坐標轉換問題的研究與探討[J].浙江測繪，2009，2.