GPS—RTK技術替代常規控制測量的應用研究

辛立國

（遼寧水利職業學院，110122）

GPS—RTK技術替代常規控制測量的應用研究

辛立國

（遼寧水利職業學院，110122）

通過探討GPS RTK的基本原理，可以探索GPS RTK在控制測量中的具體應用，然后找到GPS RTK的技術特點，再通過實際的觀測作業，發現其工作的基本實驗數據。將GPS RTK測得的數據和常規的控制測量手段得到的數據進行精確的對比分析，可以發GPS RTK技術測得的數據更加滿足控制測量的精確度要求，從而使得到的結論更加準確。

GPS RTK技術；控制測量；精度分析

1 GPS RTK技術的工作原理及其在控制測量和其他測量中的應用

首先是GPS RTK技術的原理。RTK測量技術主要是運用載波相位觀測測量，通過其進行實時差分測量的GPS測量技術，最基本的觀點是：第一，在一個基準站上設置一臺具有接收功能的GPS接收機，通過其對所有可見的GPS衛星進行不間斷的觀測，然后通過無線電傳輸設備，將觀測到的數據信息定時的輸送給流動站。另一方面，在用戶站也安置相應的GPS接收機，用戶站的GPS接收機不僅僅能夠接收到GPS衛星傳遞的數據信號，同時，還能通過無線電接收設備接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相關的定位原理，對整周模糊度未知數進行計算，同時實時地對其進行解算并將流動站的精確三維坐標顯示出來。這樣，就可以對定位結果進行實時的計算，同時監測基準站和流動站之間的觀測結果，通過對比，判斷數據的質量和解算結果的收斂情況，然后實時的對解算結果進行判斷，從而減少了無用數據的積累，減少了冗余觀測量的產生，縮減了觀測時間。RTK測量系統主要包含三個組成部分，分別是數據傳輸設備、GPS接受設備和軟件系統?；鶞收镜陌l射電臺和流動站的接受電臺構成了數據傳輸體統，它也是主要的實現實時動態測量的設備。軟件設備具有完善迅速的計算功能，能夠實時結算出流動站的具體三維坐標。此外，RKT測量技術觀測時間更短，同時，還能夠實現坐標的實施結算，因此，大大提高了作業的效率。

GPS RTK技術的具體作業方法是：第一，在進行作業前，手機觀測地區的控制點資料，同時包括坐標的成果資料，并對其進行逐點記錄；第二求定測區的轉換參數，RTK測量主要是在WGS-84坐標系下進行的，因此，在進行RTK控制測量之前，需要利用高等級的控制點當做RTK控制測量的相關聯觀測點，然后求出定測區的坐標轉換參數。然后，設置多個高等級的控制點，這幾個高等級控制點擁有兩種坐標，并對其進行坐標轉換。然后架設參考站，參考站需要盡可能的架設在具有坐標的高等級控制點上 ，此外，參考站的選取點需要具有相對較高的地勢，且交通相對便利，視野比較開闊，能夠更好的接受信號，周圍不可以存在障礙物和大面積的水面，而且為了減少多路徑造成的影響，參考站周圍不應存在能夠吸收或者發射電磁波的物體。最后對數據進行處理。

2 GPS RTK技術在控制測量中應用分析

2.1 RTK平面測量

在天津的北疆某個區域尋找了一個2.3平方千米的地形，比例為1∶500，通過RTK技術取代常規的一級導線測量。本次的基準站設置在所測量區域的中部區域，選取其中的測量控制點，并保證周圍的環境能夠很好的滿足基準站架設的基本條件，同已知點之間的距離大概為3.0到4.0千米之間。然后將3個C級和4個D級的GPS點進行聯測，同時將兩個坐標系進行參數的轉換，要求水平殘差不大于± 2.1cm，垂直殘差則應小于±0.7cm。此外，為了保證測量點的測量精度，需要運用對中器，將GPS天線對中已知的觀測點，控制觀測的時間，不可超出60s，然后在不同的時間段內平均進行2次觀測，對數據進行求平均值運算。機內擁有其自設的精度指標，測量前將其精度指標預設為點位中誤差±1.5cm以內，高程中誤差則為±2.0cm。觀測時，需要對數據進行合理的分析，然后進行記錄，記錄的數據應為平面和高程中誤差小于±1.0cm。然后對得到的數據進行分析，通過相應的計算分析我們得到，相同點2次的RTK觀測點，觀測到的坐標差不小于0.1cm，最大為±2.4cm。這兩次的觀測都是在同一個基準站進行的，所以觀測條件基本上是一致的，這種情況下，我們可以將其視為在相同精度下進行的雙觀測，這樣，根據兩次測量的誤差就可以求出觀測的中誤差和平均值中誤差。觀測值的中誤差和平均值的中誤差，通過計算可以發現，二者都小于±5cm，即說明RTK技術符合《城市測量規范》中指出的最弱點的點位中誤差要求。

而在天津港南疆的膠帶長廊RTK測量中，由于其地形為帶狀，且較長，導致附近可用的GPS控制點非常少，假如按照常規的控制測量方法進行測量，則不能滿足協議甲方要求的生產工期，所以使用RTK技術進行快速的控制和加密，減少測量的時間。在這次測量中，選取兩個D級的GPS點作為基準站，分別命名為G407和G408.然后分別進行兩次測量，測量完成后，對同一個RTK點的兩次觀測坐標進行對比和觀察，發現其中比較大的坐標差為±3.0cm，小的達到了±0.2cm，中誤差則為±2.4cm，然后，采用常規測量中的全站儀對一部分RTK技術測量的控制點進行邊長和角度的檢測，同時記錄檢測到的數據。通過對統計結果進行分析，發現其誤差和相應的中誤差都符合《城市測量規范》中對二級導線的相關要求。

2.2 RTK高程測量

在天津港的保稅區空港物流區內，正在進行的二期工程，采用了常規的測量手段對RTK控制點進行了四等水準的測量，然后，通過計算平差，得到每公里的高差中誤差達到了±4.2mm，然而，對于最弱點的高程中誤差，則達到了±6.5mm。此外還運用RTK技術對相應的點進行高程測量，通過對兩種測量的結果進行分析可以發現，假如四等水準的高程中誤差是±2.0cm，RTK高程測量的中誤差規定為±2.0cm，然后利用相關的傳播定律對其進行計算，得到高程較差的中誤差為± 2.8cm，而要求的較差允許最大限差為5.6cm。通過對以上的數據進行分析，可以發現RTK技術能夠很好的滿足城市測量的需要，尤其是對導線和四等水準的測量。而且，RTK技術不同于常規的控制測量，因此，不需按照常規測量時的控制標準對其進行衡量，特別是在一些特殊的地形測量中，RTK技術具有其完全不同于常規測量的優勢。RTK技術具有獨立的誤差測量方法，沒有常規測量中的誤差累計，能夠大大提高測量的精確度。

3 總結

RTK技術能夠實時的進行數據提供，不必進行分級布網，從而大大減少了生產成本，減輕了作業的強度等，其通過諸多的優勢，逐漸取代了常規控制測量的地位，此外，隨著RTK技術的快速發展，能夠為企業帶來更多的經濟效益，幫助企業更好的發展。

[1]延陸軍.GPS—RTK技術在礦山測繪中的應用[J].山西科技,2012,(1)∶33-34.

[2]張廉祥.GPS—RTK技術在非洲公路控制測量中的應用[J].黑龍江科技信息,2012,(31)∶7-7.

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1007-6344（2015）06-0160-01