GPS PPK技術(shù)在測量外業(yè)中的應用探討

涂果

摘 要：在物探測量外業(yè)生產(chǎn)時，需要用到相關(guān)的測量技術(shù)加以輔助，提升測量的效率。基于GPS PPK技術(shù)的外業(yè)測量，可融入數(shù)據(jù)的獲取方式，GPS PPK技術(shù)是GPS技術(shù)中的重要部分，即動態(tài)后處理技術(shù)，其在測量外業(yè)中的應用，給測量施工帶來便利，因此需對此技術(shù)展開研究，在探討PPK技術(shù)操作原理的同時分析RTK技術(shù)，此外，具體比較二者的相同與不同，最后給出融合的建議。

關(guān)鍵詞：GPS;PPK;RTK;應用

測繪技術(shù)的快速發(fā)展，推動了GPS技術(shù)的發(fā)展，在國民經(jīng)濟建設、國防建設以及社會發(fā)展等各個方面都有應用。GPS技術(shù)的發(fā)展帶動了動態(tài)測量技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)RTK技術(shù)以及網(wǎng)絡RTK技術(shù)，豐富了GPS工作的范圍。對常規(guī)的RTK來說，其工作原理主要是將基準站觀測的數(shù)據(jù)傳送到流動站，然后流動站再對數(shù)據(jù)進行處理，生成厘米級的3維坐標，而PPK即動態(tài)測量數(shù)據(jù)后處理技術(shù)，以快速求解整周模糊度的方式生成3維坐標，觀測值最小為2-5歷元。PPK技術(shù)的出現(xiàn)減少了數(shù)據(jù)流通的流程，補充測量作業(yè)。

一、RTK與PPK測量技術(shù)的操作原理

（一）RTK技術(shù)的操作原理

RTK技術(shù)是GPS技術(shù)中的一部分，是載波相位差分技術(shù)的簡稱，操作原理是在接收機上配備基準站和流動站，并且保證基準站和流動站能在同一時間上接收到相同GPS衛(wèi)星發(fā)射出的信號，及時對基準站接收的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)本身的數(shù)值進行比對，然后在其中找到GPS的差分進行糾正，隨后通過電臺將數(shù)據(jù)發(fā)送到流動站里，保證流動站接收的GPS數(shù)據(jù)的精準性，這一系列操作原理工作完，測量外業(yè)才能獲取相對準確的位置。[1]

（二）PPK技術(shù)的操作原理

對PPK技術(shù)的操作原理分析可知，其需要通過觀測一臺同步運行的基準站和流動站來采集至少兩個歷元的數(shù)據(jù)，加入流動站動態(tài)數(shù)據(jù)，實施后續(xù)處理，進而保證前面獲取的基本數(shù)據(jù)在處理時符合內(nèi)業(yè)標準。PPK技術(shù)應用呈現(xiàn)出明顯的特點：能快速獲取厘米級的三維坐標，觀測兩個歷元時，不需電臺連接，不受地形因素影響。

二、分析PPK技術(shù)在測量外業(yè)中的操作流程

（一）搭建基準站

PPK技術(shù)在測量外業(yè)時首先需要架設基準站，架設前需要在測量區(qū)任意一個地點選擇適合監(jiān)測的位置設為基準站，并且在這個位置上安裝一臺GPS接收機接收靜態(tài)化的信息，采樣率為1s或5s，允許基準站在控制范圍內(nèi)運作。

（二）設置流動站

架設基準站后，還應在測量區(qū)設置一臺或者幾臺接收機以PPK模式來運作，這些接收機組成流動站，普遍采用Trimble接收機的觀測模式，目的在于保證其他接收機能有效觀測常規(guī)靜態(tài)化的數(shù)據(jù)，同時流動站的采樣率與基準站保持一致。

（三）實地觀測

PPK技術(shù)在測量外業(yè)中進行實地觀測前需要初始化，而初始化主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，初始化在觀測前，當使用Trimble觀測模式接收數(shù)據(jù)時，時間控制在8-15分鐘之內(nèi)，控制手簿初始化后完成數(shù)據(jù)的收集;而使用其他接收機則需要觀測15-20分鐘，在動態(tài)測量模式觀測前提下，待測點的精度要求一般在5個歷元上，確保歷元間隔為1s，這一過程需要流動站始終處于開機的狀態(tài)，才能實時接收來自衛(wèi)星信息，一旦衛(wèi)星中途出現(xiàn)失鎖的情況，則需要重新初始化;第二，初始化在測量中，也就是在測量前不進行初始化的操作，而直接測量，在歷元間隔1s的基礎上同樣采集5個歷元以上，保持觀測中接收機處于開機狀態(tài)，連續(xù)跟蹤衛(wèi)星信息，同時一邊觀測，一邊實施初始化，但如果衛(wèi)星中途出現(xiàn)失鎖情形，就需要重新初始化，二者的差別是當衛(wèi)星失鎖發(fā)生在初始化完成之前，那么之前的待測點就要重新測量。[2]

三、外業(yè)測量中比較RTK技術(shù)與PPK技術(shù)

（一）相同之處

RTK技術(shù)與PPK技術(shù)在外業(yè)測量中的相同特征，主要有以下幾個方面：第一，在定位精確度上二者是相同的，因為都能獲取厘米級的三維坐標;第二，在實地觀測上都需要進行初始化操作;第三，作業(yè)模式上都是基于基準站和流動站的合作完成的。

（二）不同之處

RTK和PPK之間也存在差異，外業(yè)測量上呈現(xiàn)出不同的作業(yè)形式，二者的差異主要體現(xiàn)在五個方面上。首先，雖然二者都要實施初始化操作，但實施的時間不同，RTK技術(shù)在初始化操作上所用的時間更少;其次，二者所需要用到支持的電臺不同，對RTK技術(shù)來說，通訊電臺是其主要傳輸數(shù)據(jù)的工具，而PPK技術(shù)則不需要;再次，二者在定位作業(yè)方式上不同，RTK技術(shù)以實時定位為主，流動站可以隨時觀看測量點對應的坐標以及獲取精確的信息，PPK則以后處理定位為主，通過內(nèi)業(yè)處理后才能知曉;隨后，作業(yè)半徑不同，RTK技術(shù)的作業(yè)半徑一般在20km范圍內(nèi)，而PPK技術(shù)作業(yè)半徑在50km;最后，體現(xiàn)在衛(wèi)星信號影響的程度上，在RTK作業(yè)時，遇到如大樹等遮蔽物的阻礙，很容易發(fā)生失鎖現(xiàn)象;而通過PPK技術(shù)作業(yè)時，在觀測前初始化后，一般不容易發(fā)生失鎖現(xiàn)象。

（三）二者結(jié)合為測量外業(yè)工作服務

由上述可知，二者在具體的外業(yè)測量中既存在相同之處又存在區(qū)別，因此，將二者結(jié)合起來共同為測量外業(yè)工作，能達到優(yōu)勢互補。因為當遇較多較大障礙物時，RTK技術(shù)則不能發(fā)揮作用，出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，降低作業(yè)的效率，嚴重的話還出現(xiàn)整改的情況，不利于外業(yè)測量，此時，需要考慮切換PPK模式，二者結(jié)合便于復雜地形生產(chǎn)作業(yè)，而在障礙物減少時，又更換為RTK的作業(yè)模式，因為RTK技術(shù)比PPK在效率上更有優(yōu)勢。

四、結(jié)語

PPK技術(shù)通過事后處理的方式獲得坐標，接收機在觀測過程中追蹤衛(wèi)星信息，從而保持數(shù)據(jù)的精確性，因此需要初始化，其優(yōu)勢是不受通訊電臺的影響，作業(yè)模式簡單，且逐漸呈現(xiàn)出成熟的發(fā)展模式，促進了GPS測量技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]杜銳.GPS PPK技術(shù)在遠海水下地形測量中的應用[J].全球定位系統(tǒng)，2017，42（1）：111-113.

[2]洪日桂.基于CORS的PPK技術(shù)在外業(yè)測量中的應用[J].現(xiàn)代測繪，2012，35（5）：57-58.