基于GPS網(wǎng)絡(luò)RTK定位在土地勘探測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：GPS網(wǎng)絡(luò)RTK定位是近幾年發(fā)展起來的一種高精度的GPS定位技術(shù)，它通過建立多個(gè)固定的基礎(chǔ)站而組成一個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)，利用基準(zhǔn)網(wǎng)不間斷觀測(cè)所提供的資料，再借助廣域差分GPS和具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局域差分GPS中的基本原理和方法，消除或減弱GPS測(cè)量過程中各種誤差，從而增加流動(dòng)站作業(yè)范圍和有效提高流動(dòng)站的定位結(jié)果精度。隨著網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的不斷成熟和地區(qū)級(jí)別的基準(zhǔn)站網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)RTK的諸如覆蓋面廣，定位精度高，可靠性強(qiáng)，可實(shí)時(shí)提供厘米級(jí)定位等優(yōu)點(diǎn)逐漸被大家認(rèn)同。本文對(duì)網(wǎng)絡(luò)RTK的典型技術(shù)進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞：GPS；網(wǎng)絡(luò)RTK 定位原理

一、GPS網(wǎng)絡(luò)RTK定位原理

GPS網(wǎng)絡(luò) RTK技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，因其精度高、實(shí)時(shí)性和高效性強(qiáng)，在很大程度上提高了作業(yè)質(zhì)量和工作效率。常規(guī)的RTK測(cè)量技術(shù)，通過基準(zhǔn)站將GPS測(cè)量過程中存在的多路徑效應(yīng)和觀測(cè)噪聲等誤差，經(jīng)過計(jì)算處理后傳遞給流動(dòng)站再進(jìn)行計(jì)算，以此來消弱測(cè)量過程中的誤差，為確保測(cè)量的精度，我們首先選取測(cè)區(qū)內(nèi)4平方公里的范圍作為試驗(yàn)區(qū)，先進(jìn)行精度測(cè)試和分析，再進(jìn)行整個(gè)測(cè)區(qū)的工作。在實(shí)踐中流動(dòng)站離基準(zhǔn)站都較近，此時(shí)利用一個(gè)或數(shù)個(gè)歷元的觀測(cè)資料即可獲得厘米級(jí)精度的定位結(jié)果。當(dāng)流動(dòng)站和基準(zhǔn)站間的距離大于50km時(shí)，常規(guī)RTK的單歷元解一般只能達(dá)到分米級(jí)的精度。其中的原因就是因?yàn)榕c距離有關(guān)的軌道誤差、電離層延遲和對(duì)流層延遲等殘差項(xiàng)隨著流動(dòng)站和基準(zhǔn)站間距離的增加都將迅速增加從而導(dǎo)致難以正確確定整周模糊度。為了保證定位結(jié)果仍是厘米級(jí)的精度，就產(chǎn)生了所謂的GPS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。其中的關(guān)鍵技術(shù)就是如何消除與距離有關(guān)的誤差，這也是網(wǎng)絡(luò)RTK定位的原理。

二、利用網(wǎng)絡(luò)RTK細(xì)部測(cè)量

界址點(diǎn)和細(xì)部點(diǎn)采用網(wǎng)絡(luò)RTK或全站儀野外實(shí)測(cè)坐標(biāo)。基準(zhǔn)站的坐標(biāo)應(yīng)精確已知，其坐標(biāo)可采用長時(shí)間GPS靜態(tài)相對(duì)定位等方法來確定。當(dāng)使用RTK時(shí)要先用圖根控制點(diǎn)進(jìn)行校核，符合限差要求時(shí)，才能開始測(cè)量。當(dāng)采用全站儀用解析交會(huì)、極坐標(biāo)法等方法施測(cè)界址點(diǎn)時(shí)，當(dāng)設(shè)置好測(cè)站后，至少要檢核一個(gè)除本站和后視點(diǎn)以外的已知點(diǎn)，以保證實(shí)測(cè)的精度。網(wǎng)絡(luò)RTK是由基準(zhǔn)站網(wǎng)，數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)通信線路及四個(gè)部分組成的。基準(zhǔn)站上配備雙頻全波長GPS接收機(jī)，該接收機(jī)能同時(shí)提供精確的雙頻偽距觀測(cè)值。以全部界址點(diǎn)的解析坐標(biāo)和解析邊長為基礎(chǔ)，測(cè)出其他地籍、地形要素的幾何圖形，并依據(jù)宗地草圖的有關(guān)數(shù)據(jù)檢核后成地籍圖。

三、網(wǎng)絡(luò)RTK的界址點(diǎn)測(cè)量

土地勘探工程測(cè)量采用的主要方法是常規(guī)GPs結(jié)合傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)。這種方法的缺點(diǎn)是：在進(jìn)行靜態(tài)控制測(cè)量無法獲得控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，單基站RTK測(cè)量作業(yè)距離受到限制。研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95% ，RTK比靜態(tài)GPS還多出一些誤差因素如數(shù)據(jù)鏈傳輸誤差等。因此，和GPS靜態(tài)測(cè)量相比，RTK測(cè)量更容易出錯(cuò)，必須進(jìn)行質(zhì)量控制。這樣就存在一個(gè)假設(shè)：流動(dòng)站與基準(zhǔn)站誤差具有很強(qiáng)的相關(guān)性。采用CORS技術(shù)作為進(jìn)行土地籍測(cè)量，在《城鎮(zhèn)地籍測(cè)量規(guī)范》和《全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)的技術(shù)規(guī)范中也沒有關(guān)于CORS應(yīng)用的具體要求，因此，本次測(cè)量可作為網(wǎng)絡(luò)RTK應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)有益嘗試。常規(guī)RTK隨著流動(dòng)站與基準(zhǔn)站間距離的增加，精度不斷的降低，為解決這個(gè)問題可采取兩種措施，一是縮短用戶與基準(zhǔn)站之間的距離，或者增加基準(zhǔn)站網(wǎng)的密度；二是采取一些特殊的方法和措施，然后統(tǒng)一發(fā)送改正數(shù)據(jù)，這樣可以讓基準(zhǔn)站間的距離增大，但精度保持均勻。網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量結(jié)果與其他常規(guī)測(cè)量技術(shù)獲取的測(cè)量結(jié)果都在厘米級(jí)，較差最大值為1.7厘米，最小值為0.1厘米，平均較差1.1厘米。檢測(cè)點(diǎn)位中誤差為：0.8厘米。因此ZZCORS技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)RTK完全可以用于本次城鎮(zhèn)地籍測(cè)量的圖根控制和界址點(diǎn)測(cè)量。

四、利用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行控制測(cè)量

利用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行控制測(cè)量不受大氣、地形、通視等條件的限制，控制測(cè)量操作簡便、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，工作效率比傳統(tǒng)方法提高數(shù)倍，大大節(jié)省人力，不僅完全能夠達(dá)到地籍控制測(cè)量和界址點(diǎn)的精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題。比起單基站RTK技術(shù)來說，更是克服了隨著作業(yè)半徑的增大，精度和可靠性降低的作業(yè)瓶頸。 在試驗(yàn)區(qū)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開始測(cè)區(qū)的地籍測(cè)量工作。先進(jìn)行地籍控制測(cè)量，選點(diǎn)埋石參照《城鎮(zhèn)地籍測(cè)量規(guī)范》的要求，為保證觀測(cè)精度的可靠，在開始觀測(cè)時(shí)，要先檢測(cè)測(cè)區(qū)內(nèi)的已知點(diǎn)，校核無誤后，方可開始測(cè)量。

結(jié)語：由于GPS是通過坐標(biāo)來直接放樣的，精度較高也很均勻。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)客服了常規(guī)RTK技術(shù)不足，從理論到實(shí)踐已經(jīng)成熟。現(xiàn)在全國大部分省市都已經(jīng)建立起自己的GPS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)，只需一臺(tái)移動(dòng)站就可以進(jìn)行大范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)定位，使定位精度始終保持在厘米級(jí)。

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