GPS—RTK定位技術(shù)在測(cè)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(cè)繪的精度和測(cè)繪效率，并且減少測(cè)繪成本，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在大多數(shù)的土地測(cè)繪活動(dòng)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(cè)繪工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GPS-RTK定位技術(shù)；土地測(cè)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(cè)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(dòng)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(dòng)站幾個(gè)成分組成。這三個(gè)成分在工作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)、對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳輸以及對(duì)測(cè)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(cè)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(cè)為基礎(chǔ)，借助2臺(tái)以上的接收器來(lái)接收信號(hào)，用其中1臺(tái)已知坐標(biāo)作為基準(zhǔn)站，其余的接收器都作為移動(dòng)站。在這種技術(shù)的協(xié)助下，移動(dòng)站和基準(zhǔn)站至少能跟蹤超過(guò)五顆的衛(wèi)星，并且進(jìn)行無(wú)間斷觀測(cè)，再以電臺(tái)為傳輸工具把觀測(cè)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)和觀測(cè)值的坐標(biāo)信息傳輸至移動(dòng)站的接收機(jī)，這時(shí)移動(dòng)站將接收到基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)和自測(cè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，以組成差分觀測(cè)值的形式實(shí)時(shí)處理，來(lái)完成所需的三維坐標(biāo)。

移動(dòng)站無(wú)論是在靜態(tài)或者動(dòng)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(shí)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要確保能獲取超過(guò)四顆的衛(wèi)星相位觀測(cè)值和必需的幾何圖形，移動(dòng)站就能給出精確的毫米級(jí)定位資料。

所以，RTK技術(shù)會(huì)很少受到外部條件的制約，只要確保實(shí)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(shí)確保了測(cè)量的精準(zhǔn)度。因此，在目前的測(cè)繪工程中，厘米級(jí)實(shí)時(shí)RTK技術(shù)已經(jīng)逐步取代了靜態(tài)測(cè)量以及快速靜態(tài)測(cè)量等傳統(tǒng)方法。

RTK測(cè)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(cè)繪工程中的應(yīng)用

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

（一）平面控制測(cè)量

目前，傳統(tǒng)的導(dǎo)線測(cè)量的控制方式已經(jīng)被替換，實(shí)際測(cè)量中更多地運(yùn)用了RTK技術(shù)進(jìn)行控制網(wǎng)測(cè)量和部分碎部測(cè)量。使用RTK測(cè)量時(shí)，如果流動(dòng)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(dòng)站的觀測(cè)。

（二）放樣測(cè)量

在工程測(cè)量過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常使用RTK點(diǎn)放樣和線路放樣。采用點(diǎn)放樣時(shí)，首先將放樣點(diǎn)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(dòng)站中，然后根據(jù)所放點(diǎn)標(biāo)識(shí)進(jìn)行實(shí)地放樣。進(jìn)行線路放樣時(shí)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(dòng)站接收機(jī)，在實(shí)地依樁號(hào)和所放點(diǎn)與中心線關(guān)系進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣。

（三）高程測(cè)量

GPS測(cè)量資料與水準(zhǔn)測(cè)量資料相結(jié)合來(lái)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(cè)點(diǎn)具有水準(zhǔn)測(cè)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(cè)點(diǎn)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(jì)算點(diǎn)的高程異?；虍惓２睿瑥亩贸鎏囟c(diǎn)的正常高程。利用RTK技術(shù)進(jìn)行縱、橫斷面測(cè)量，數(shù)據(jù)點(diǎn)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(xiàng)

RTK的基礎(chǔ)是GPS定位技術(shù)，這就要保證對(duì)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(duì)山區(qū)或城區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)該把測(cè)量控制點(diǎn)選在地勢(shì)較高或者視野開闊的地方；另外，衛(wèi)星信號(hào)在每一天的中午時(shí)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(zhǎng)的初始化時(shí)間，測(cè)量最好是避開中午時(shí)段進(jìn)行。

在測(cè)量過(guò)程中要時(shí)刻重視電臺(tái)信號(hào)的接收情況，以免發(fā)生測(cè)量數(shù)據(jù)的不正確采集，生成精度不高的測(cè)量成果。因?yàn)镽TK數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物和各種高頻信號(hào)源的干擾，在傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)影響外業(yè)精度和作業(yè)半徑，所以測(cè)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(hào)發(fā)射塔和高壓電線等影響，確保測(cè)量結(jié)果的精度。如果需要進(jìn)行高程聯(lián)測(cè)，則應(yīng)采用不低于四等水準(zhǔn)測(cè)量或與其精度相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行，在平原地區(qū)聯(lián)測(cè)點(diǎn)要控制在5個(gè)以內(nèi)，丘陵或山地控制10個(gè)以內(nèi)，并應(yīng)均勻分布于控制網(wǎng)中。

三、結(jié)語(yǔ)

GPS—RTK技術(shù)的高精確度是其他技術(shù)難以達(dá)到的。在測(cè)繪工程進(jìn)行的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)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(shí)際工作過(guò)程中，GPS-RTK技術(shù)有引用的必要。通過(guò)運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，能夠促進(jìn)我國(guó)測(cè)繪工程發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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