GPS RTK技术在大地测量中的应用

　　摘要：简要介绍了GPSRTK技术的原理，结合其在工程测量中的应用，对RTK技术的优缺点及影响RTK精度的因素进行了分析并提出了相应的应对措施。
　　关键词：GPSRTK；精度；应对措施
　　
　　1GPS原理
　　全球定位系统（GlobalPositioningSystem-GPS）经过10多年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功地应用于大地测量等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
　　GPS系统的特点，相对于常规测量来说，主要有以下特点：①测量精度高。②测站间无需通视。③观测时间短。④仪器操作简便。⑤全天候作业。⑥提供三维坐标。
　　GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，来确定待测点的位置。。
　　高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度
　　RTK系统可应用于两项主要测量任务，即测点定位和测设放样。
　　在基准站和流动站协同工作的情况下，用户携带流动站系统，在测区往来行走，对特征点进行采点测量。任何性质的点都可做定位测量，如道路的中线、池塘的周边、路灯杆位和建筑物拐角等。
　　测设放样任务只能在GPS的RTK操作模式下完成。某一物体的放样包括对定义该物体所在位置的一点或多点的定位。取得某一点的坐标后，用户需要在地面上找到与该坐标对应的确切位置。
　　现将工作情况介绍如下：
　　2工程概况
　　辽宁省摄影测量与遥感院受盘锦市城市规划管理局委托，承担盘锦市辽滨开发区、盘山、大洼等地区1:500比例尺航测成图任务，成图面积约366平方公里测区。测区总体范围位于东经121°50ˊ至122°40ˊ,北纬40°40ˊ至41°15ˊ之间，包括辽滨开发区﹑两县城所在城区及市区，若用传统的测量方法，效率低且浪费人力、财力。经过论证，决定用GPS静态定位技术进行首级控制和一级GPS网测量，然后用RTK技术做图根控制进行地形测量。
　　3仪器介绍
　　南方公司产的静态NGS-9600和S86RTK及南方公司自带静态与动态数据处理软件。
　　4准备工作
　　（1）收集现有资料和成果。
　　（2）对资料分析研究，进行现场踏勘，图上设计。
　　（3）根据目的、精度要求、测区地形、交通状况等选择接收机类型和数量，按优化设计原则和相关规范的要求进行技术设计，制订合理的观测计划。
　　（4）卫星状况预报，根据测区的地理位置，以及最新的卫星星历，对卫星状况进行预报，作为选择合适的观测时间段的依据。
　　5测量实施
　　技术要求：卫星高度角15度，有效观测卫星数大于等于4颗，数据采样间隔15秒，每个观测时段大于45分钟。
　　首先进行四等网首级控制，然后加密一级GPS点，测量方式采用静态和快速静态，各项操作严格按照相关规范要求施测。
　　对所有的四等GPS点和一级GPS点按照水准测量规范进行四等水准测量。
　　用GPSRTK技术进行图根控制测量：
　　首先将欲作为RTK测量联测控制点的四等GPS点的三维坐标输入计算机，检查无误后，用传输电缆导入FC－1000手簿。
　　比较分析四等GPS点和一级GPS点的地理位置，从中选取地势较高、无遮挡的控制点作为基准站的架设点，并且这些点必须远离大功率无线电发射台等无线电干扰源，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰影响。
　　基准站架设后，对基准站及电台进行必要的设置，待FC－1000手簿的屏幕提示“基准站设置成功并已经开始工作”，拔下手簿与基准站接收机的连接电缆，用另一台接收机进行部分四等GPS控制点的联测，完成上述操作后，手簿内部自动进行转换参数的求解，然后就可进行具体的测量工作。
　　6精度分析
　　在测量图根点时，我们还用RTK测量了一级GPS点的三维坐标，其平面坐标与用GPS静态定位方法测量的成果进行比较，RTK高程与四等水准成果和用静态GPS水准拟合的高程分别进行了比较，由比较结果可知：RTK测设的一级GPS点平面成果和静态GPS测设的精度比较接近；在高程方面，RTK测设的高程和四等水准高程精度也比较接近；静态GPS水准拟合的高程能满足地形测图的精度需求；RTK测设的平面成果和高程完全可以满足图根控制测量的精度。
　　7影响精度的因素及应对措施
　　在实际作业过程中，我们发现影响RTK精度的主要因素有：
　　（1）已知点坐标精度。
　　（2）坐标转换参数精度。
　　（3）仪器架设的位置。
　　（4）人为因素测量员作业的熟练程度。
　　为提高GPSRTK测设精度，需要采取必要的措施：
　　基准站尽量选在较高的位置，要适当提高基准站发射天线的高度；联测的控制点尽量采用已建成的国家高等级GPS点、三角点或在一个控制网内经过统一平差的GPS点；根据卫星星历预报，选择几何图形强度较小、卫星数量较多且分布较好的时间段进行测设；适当延长在每个测设点的观测时间；将流动站的作业半径控制在10公里以内。
　　当然RTK也有其局限性，了解其局限性可确保RTK测量成功。
　　8结束语
　　该工程应用试验表明，RTK技术可以用于地形测量，其精度能满足相关规范规程的要求，而且省时、省力，大大提高了工作效率，节省了费用，在工程应用中得到的一些数据和参数为以后运用RTK技术提供了宝贵的经验，在不久的将来更要大力发展多基准站RTK和网络RTK技术，为RTK在更广阔的领域应用，提供更高的精度和更好的效益。
　　
　　参考文献
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　　[2]刘经南,陈俊勇,张燕平,李毓麟,葛茂荣.广域差分GPS原理和方法[M].测绘出版社,1999:123-150.
　　[3]周忠漠,易杰军,周琪.GPS卫星测量原来与应用(修订版)[M].北京:测绘出版社,1997:3.

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