關于單基站rtk在竣工測量的應用分析

王麗君

【摘要】建立開發基于GPRS單基站RTK系統，可以自由架設基準站并實現現場實時使用該技術成果。 本文首先闡述了GPRS單基站RTK系統的建立以及GPRS單基站RTK技術的數據處理方法，對單基站RTK在竣工測量中的應用進行了分析。

【關鍵詞】 GPRS；單基站RTK；竣工測量

傳統的導線、水準測量正在逐步被靜態GPS、常規動態RTK、網絡RTK、高程擬合所取代，國內外好多城市相繼建立了服務于本城市的CORS系統。使用中不足是采集完的測量數據均是后處理方式，成果不能現場及時獲取使用、精度不能及時反映，造成來回往返、外業返工等浪費現象。GPRS網絡單基站RTK測量點位的三維坐標方法和結論滿足規范中相應要求。

一、GPRS單基站RTK系統的建立

在GPRS網絡信息傳輸下，流動站與基準站之間沒有距離限制，而只由GPRS網絡的覆蓋范圍確定，一般一個基準站作用距離能到40公里得到固定解狀態，40公里外可再在未知點或已知點上再建立基準站。基于GPRS的單基站RTK系統在數據收發上與傳統的動態RTK不同，工作原理、定位精度與傳統RTK一致，同樣隨著距離的增加而使定位精度降低，通過現場隨時校正的方法解決，GPRS網絡數據鏈系統穩定、傳輸速度快，降低了差分信號的延遲，一定程度上提高了定位精度。這是基于VRS技術（虛擬參轉站）的網絡長期連續運行參轉站（CORS）系統的不同之處，對沒有建立CORS的省市來說，基于GPRS單基站RTK系統不失為一種較好的選擇。

GPRS單基站RTK系統由GNSS接收機、無線電數據鏈、電子手簿、供基準站接收機電源的汽車用12V蓄電瓶、供流動站接收機電源的方便充電電池、實時動態定位測量的軟件解算系統等組成。基準站結構為一套GNSS接收機及天線、上網卡、服務器及電源線、電子手簿，電子手簿可與流動站共用。可以使用多套流動站同時外業測量作業，每一套流動站的結構為接收機及天線、上網卡、服務器、電子手簿。為了保證差分GPS改正數據的順利傳輸，使用差分格式RTCM3和流暢快速的專門通道IP地址。

二、GPRS單基站RTK技術的數據處理方法

完成轉換參數的求取過程，成果不是某個地方坐標系和經緯度成果、地方高程系和大地高成果之間的轉換參數，而是求取這個轉換參數的方法及過程。以便在其他平面、高程系統間求取轉換參數。目前GNSS直接反映的是WGS-84或CGCS2000大地坐標（經度B、緯度L、大地高H），需要轉換成我們實用的平面坐標系和高程系統成果。平時使用的則是北京54坐標系、西安80坐標系或地方坐標系（所使用坐標系統要滿足規范中要求投影變形小于2.5cm/km），高程系統使用的是1985國家高程基準或地方高程系統，這個工作有多種模型可以實現，采用平面與高程分開轉換，平面坐標轉換采用先將GNSS測得成果投影成平面坐標，再用已知控制點計算二維相似變換的參數；高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型，利用已知水準點計算出該測區的待測點的高程異常，從而求出它們的正常高高程。

將靜態GPS、常規動態RTK及網絡RTK等技術獲得的大地高，轉換為常用的1985年國家高程基準、各地地方高程基準或工程測量所需高程系統正常高數值。利用已有地球重力場或大地水準面模型來估算高程異常，其原理簡單、應用方便，但局部地區的估算精度還難以滿足實際應用的需要。即便是在具備精確大地水準面模型的地區，保密性較強，一般的生產單位很難得到。在GPS測量手簿中無法置入大地水準面模型，就不能滿足實時定位高程的需要。

通過儀器手簿或轉換軟件生成的含轉換參數的工程任務，通過加密設置，然后復制到其他手簿中，測繪時打開此工程任務，打開工程VRS.Ini任務后，在設置欄中其他設置中設置密碼或密鑰：xxxxxx，然后在工程中點擊導入.ER文件至成功即可，就可以實現現場實時使用采集數據成果。

三、單基站RTK在竣工測量中的應用

1、竣工測量的概念及要求。工程竣工時，對建（構）筑物的實地平而位置、高程的測量工作。他主要包括竣工總平而圖、建筑用地而積、建筑基底而積、建筑而積、建筑物高度、建筑物層高、道路竣工和管線竣工等工作。工程竣工測量應采用統一的平而坐標系統和高程系統；統一的成圖比例尺（應結合當地基礎地理信息數據制定相應比例尺，一般為1：500）：竣工測量成果營符合當地基礎地理信息數據相關標準并永久保存。

2、在竣工測量中的應用

RTK在建筑工程竣工測量中由于房屋和周邊綠化較高使得GPS高度角10度。范圍內遮擋較嚴重，對于RTK地形特征點采集難以達到精度要求，在地形特征點采集方面應用不大，主要用于控制測量。比如在某縣使用儀器Trimble 5800GPS在獲得網絡RTK使用權限后，在全縣范圍內選取部分GPS E級控制點（控制點高程數據為四等水準），選取E級控制點間距不超過5KM，通過5個工作日對所選控制點進行集中點校正，校正時間每點時長15分鐘，儀器架設采用GPS靜態觀測標準進行操作。所選取GPS E級點全部觀測完成后通過Trimble TSC2手薄進行點校正計算，獲得全縣區域范圍內網絡RTK與北京51坐標系統轉換關系的七參數。將所求得七參數應用于RTK測量，并檢測縣域范圍內部分E級控制點和一級導線點.

以RTK基準站距某縣最近距離lOKM進行計算，經點校正后所測數據點位中誤差均優于1/15000。可用于竣工控制測量。在以往的竣工控制測量工作中，利用RTK布設控制觀測有效時長在10分鐘以上所得控制點平而、高程數據，與導線測量數據比較可達到二級導線平而精度。而時間則縮短1/3以上，大大地提高了工作效率。而且該校正系數在以后的測繪工作中能重復使用，每個工程項目控制布設施測前只需對周邊控制點經常規檢核即可。

然而RTK應用于市政管線點位數據測量、道路竣工測量時與傳統的全站儀測量優點更突出，除去城市排污口等高程數據需進行水準測量以外，省去了布設控制點的程序都能用RTK直接獲取地形特征點或管線特征點數據。且點位精度均能到達正負5CM。完全符合要求。

不論是單基站RTK還是網絡RTK只要我們測量工作人員在使用過程中，嚴格按照GPS RTK操作規程進行作業，多檢查、多校正減少人為誤差提高測量精度均能達到提高工作效率的目

的。此外GPS RTK以全天侯作業、自動化、集成化程度高等優點越來越受測量工作人員青睞。相信GPS RTK技術將有著更廣闊的應用前景。

結語

RTK坐標反算得到的有關邊角關系中，其測角僅能滿足一級圖根導線（三級導線）的精度要求，測邊精度較高，可以滿足一級導線要求；常規導線的直接觀測量是邊長和角度，RTK的直接觀測量是坐標，其邊長和角度只能通過間接得出。雖然RTK反算得到的邊長和角度在鄰近點之間可以與導線測量有關數據對比，但是非鄰近點之間觀測量不可比，所以，導線測量的直接觀測量與RTK的間接觀測量對比沒有科學依據；要確定RTK的多項精度，主要在于點位精度。RTK測量必須進行質量控制。質量控制的方法主要有：已知點檢核比較法——即在布測控制網時用靜態GNSS或全站儀多測出一些控制點，然后用RTK測出這些控制點的坐標進行比較檢核，發現問題采取措施改正。

參考文獻：

[1]薛兆元，陳向陽.GNSS RTK關鍵技術應用的分析與研究.測繪標準化，2004，（3）：21-23.