GPS—RTK定位技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

李洪明

【摘要】GPS-RTK技術(shù)作為新技術(shù)，極大地提高了測繪的精度和測繪效率，并且減少測繪成本，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在大多數(shù)的土地測繪活動當(dāng)中。文章概述了GPS—RTK技術(shù)的工作原理，探討了GPS—RTK定位技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GPS-RTK定位技術(shù)；土地測繪；工程應(yīng)用

GPS-RTK技術(shù)是以傳統(tǒng)的GPS技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展形成的一種新興技術(shù)，其精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GPS技術(shù)，測量最小單位可以達(dá)到厘米的水平。另外，應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行定位工作，能夠比較高效地得出在既定的坐標(biāo)系中，流動站的具體坐標(biāo)。GPS-RTK技術(shù)，主要由數(shù)據(jù)鏈和基準(zhǔn)站，以及移動站幾個成分組成。這三個成分在工作過程中，通過對衛(wèi)星的監(jiān)測、對數(shù)據(jù)信息的傳輸以及對測量結(jié)果的準(zhǔn)確分析，得出具體的定位信息。所得出的定位信息通常準(zhǔn)確度很高，能夠使測繪工作高效完成。

一、GPS—RTK技術(shù)的工作原理

RTK技術(shù)是Realtmiekinematic的縮寫，此技術(shù)以載波相位觀測為基礎(chǔ)，借助2臺以上的接收器來接收信號，用其中1臺已知坐標(biāo)作為基準(zhǔn)站，其余的接收器都作為移動站。在這種技術(shù)的協(xié)助下，移動站和基準(zhǔn)站至少能跟蹤超過五顆的衛(wèi)星，并且進(jìn)行無間斷觀測，再以電臺為傳輸工具把觀測點的位置數(shù)據(jù)和觀測值的坐標(biāo)信息傳輸至移動站的接收機(jī)，這時移動站將接收到基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)和自測觀測數(shù)據(jù)，以組成差分觀測值的形式實時處理，來完成所需的三維坐標(biāo)。

移動站無論是在靜態(tài)或者動態(tài)環(huán)境下，都能完成周模糊度的搜索求解。在整周未知數(shù)解固定后，就能實行每個歷元的實時處理，只要確保能獲取超過四顆的衛(wèi)星相位觀測值和必需的幾何圖形，移動站就能給出精確的毫米級定位資料。

所以，RTK技術(shù)會很少受到外部條件的制約，只要確保實現(xiàn)其中一些基本條件，就能快捷、精確地定位，大大提高了工作效率，減少了人為因素造成的誤差，切實確保了測量的精準(zhǔn)度。因此，在目前的測繪工程中，厘米級實時RTK技術(shù)已經(jīng)逐步取代了靜態(tài)測量以及快速靜態(tài)測量等傳統(tǒng)方法。

RTK測量系統(tǒng)的組成主要有三部分，分別是GPS接收設(shè)備、軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

二、GPS—RTK定位技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

使用GPS—RTK技術(shù)定位精度高，實時定位快，操作簡便，可以進(jìn)行全天候作業(yè)，覆蓋面廣，在現(xiàn)代化測繪工程中備受青睞。

（一）平面控制測量

目前，傳統(tǒng)的導(dǎo)線測量的控制方式已經(jīng)被替換，實際測量中更多地運(yùn)用了RTK技術(shù)進(jìn)行控制網(wǎng)測量和部分碎部測量。使用RTK測量時，如果流動站與基準(zhǔn)站之間的距離是在15km以內(nèi)，只需要幾秒鐘就能完成流動站的觀測。

（二）放樣測量

在工程測量過程中，會經(jīng)常使用RTK點放樣和線路放樣。采用點放樣時，首先將放樣點坐標(biāo)和靜態(tài)網(wǎng)中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)一起上傳到GPS流動站中，然后根據(jù)所放點標(biāo)識進(jìn)行實地放樣。進(jìn)行線路放樣時首先在室內(nèi)根據(jù)線路中心線的彎道元素編制線路中心線文件，將該文件和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)上傳到GPS流動站接收機(jī)，在實地依樁號和所放點與中心線關(guān)系進(jìn)行現(xiàn)場放樣。

（三）高程測量

GPS測量資料與水準(zhǔn)測量資料相結(jié)合來確定區(qū)域性大地水準(zhǔn)面的高程是一種有效的方法。這種方法要求GPS觀測點具有水準(zhǔn)測量資料且密度適當(dāng)，分布比較均勻。利用高精度GPS定位技術(shù)精密確定觀測點的大地高程差，并根據(jù)建立的適當(dāng)大地水準(zhǔn)面數(shù)學(xué)模型，內(nèi)插出計算點的高程異常或異常差，從而得出特定點的正常高程。利用RTK技術(shù)進(jìn)行縱、橫斷面測量，數(shù)據(jù)點的采集工作，大大提高了作業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

（四）GPS—RTK技術(shù)使用注意事項

RTK的基礎(chǔ)是GPS定位技術(shù)，這就要保證對GPS衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤以及跟蹤衛(wèi)星的數(shù)目必須滿足要求。如上所述，當(dāng)在對山區(qū)或城區(qū)進(jìn)行測量時，應(yīng)該把測量控制點選在地勢較高或者視野開闊的地方；另外，衛(wèi)星信號在每一天的中午時段受電離層干擾大，為了避免共用衛(wèi)星少的情況下需要很長的初始化時間，測量最好是避開中午時段進(jìn)行。

在測量過程中要時刻重視電臺信號的接收情況，以免發(fā)生測量數(shù)據(jù)的不正確采集，生成精度不高的測量成果。因為RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物和各種高頻信號源的干擾，在傳輸?shù)倪^程中會影響外業(yè)精度和作業(yè)半徑，所以測量工作一定要滿足“電磁波通視”條件，將基準(zhǔn)站架設(shè)在較高或是空曠區(qū)域，避開雷達(dá)、信號發(fā)射塔和高壓電線等影響，確保測量結(jié)果的精度。如果需要進(jìn)行高程聯(lián)測，則應(yīng)采用不低于四等水準(zhǔn)測量或與其精度相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行，在平原地區(qū)聯(lián)測點要控制在5個以內(nèi)，丘陵或山地控制10個以內(nèi)，并應(yīng)均勻分布于控制網(wǎng)中。

三、結(jié)語

GPS—RTK技術(shù)的高精確度是其他技術(shù)難以達(dá)到的。在測繪工程進(jìn)行的過程中，通過對GPS-RTK技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠有效地提高定位工作的完成效率，也能夠盡可能地減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)。因此，在實際工作過程中，GPS-RTK技術(shù)有引用的必要。通過運(yùn)用這項技術(shù)，能夠促進(jìn)我國測繪工程發(fā)展。

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