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摘 要：本文简单介绍了GPS RTK技术的基本原理，同时也对GPS RTK的一个正常的作业流程进行一定的介绍，同时还对其优缺点进行了分析。本文主要研究的是GPS RTK在地形测量中的应用。
关键词：GPS RTK；地形测量；应用
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0206-02
1 GPS RTK系统的基本原理
高精度的GPS在进行测量的时候，一般就是对载波相位观测值进行使用，而RTK定位技术是以载波相位观测值的实时动态定位技术。这样的话，就能够将被测点在指定的坐标系中的三维定位结果实时的提供给相关人员，并且这个结果还能够达到厘米级的精确度。在使用RTK的时候，有关的基准站使用数据链将一些坐标的有关数据信息发送给相应的流动站。而流动站这个时候就需要接收那些来自基准站的一部分信息，同时还对GPS观测的一部分数据进行采集。同时在系统内对于采集到的观测值进行实时的处理，同时可以得到一个厘米级的定位结果，耗时也非常短，甚至不到1s。流动站不仅可以处于一个静止的状态，同时也可以处于运动的状态；可以在相关的固定点上先对其进行初始化然后再进行动态作业，那么流动站就能够随时给出一个厘米级的定位结果。
2 GPS RTK在地形测量中的应用
2.1 测区概括
某公司的矿区中，采空区以及该地区相邻的山坡中，在生态环境治理工程施工前，要进行一个前期的设计。但是因为现有的地形图的精确度不能够满足实际工程设计需求，这就需要对地形图进行重新的绘制。但是因为山坡地形的实际情况，如果使用传统的全站仪测量的办法，那么就很难对地形进行测量，而且需要的人数也相对较多，同時也有着很大的测量误差，而且测量的工作效率也相对较低，因此可以使用GPS RTK技术。这样的话就让测量的精确度以及工作的效率得到了很大程度上的提高。
2.2 GPS RTK测量方法
2.2.1 坐标转换
在使用GPS RTK技术进行测量的时候，需要对坐标进行转化，这主要是因为GPS接收机输出的信号是WGS84经纬度坐标，但是此次测量作业使用的坐标是1980国家大地坐标系统。在对坐标参数进行转换的时候，主要需要的就是对四参数或者七参数以及高程拟合参数进行计算，其中在对四参数进行计算的时候，往往需要有两个或两个以上的控制点，四参数理想的控制范围一般情况下是在20～30km2以内，本次的测量工作可以使用四参数计算的方法。控制点、公司办公楼与测区相对位置示意如图1。
在与控制点距离不是太远的空旷并且没有干扰源的地方架设基准站以及移动站，分别对两个控制点的WGS84坐标进行记录，得到如表1所示的数据。
再通过使用RTK手簿中的相关软件计算得出相应的四参数，并将结果应用到测量任务的相关坐标系统之中。
2.2.2 基准站架设及校正向导
基准站接收机在实际的测量工作进行的时候，会实时的将相应的数据传输给流动站接收机，因此基准站和移动站两者之间不能够有相对较大的障碍物。并且基准站也需要架设在一个视野相对来说比较开阔，同时四周有很开阔的视野的地方，同时这个地方也要有一个相对较高的地势，这样的话就能够让GPS信号的接收更加容易。表2所示的就是RTK作用的距离和基准站架设的高度关系。
2.2.3 外业数据采集
GPS RTK技术的外业数据采集，指的就是将移动接收机置放在需要测量的地形地貌的碎部点上，同时再使用手簿测量出相应的点位坐标以及高程。这种数据采集办法相对来说操作更加简单方便，同时也仅仅需要一个人就能进行操作。但是在实际的数据采集过程中，因为GPS往往需要接收发射到太空中的卫星传来的无线电信号，同时这些无线电信号的频率相对较高，同时功率也相对较低、比较不易穿透，可能会被障碍物阻挡。因此如果在树林区域，GPS的信号就会受到影响，但是这并不意味着GPS只能在地形相对开阔的地方使用。在一些有一部分障碍的地方，GPS的测量结果也是非常有效并且精确的。这主要是因为GPS如果想要有一个非常准确可靠的定位结果，那么就需要有5颗能够观测到的卫星，而且另外一个方面因为GPS卫星的数量相对来说比较多，因此在任何的时间，任何地区都至少会有7颗GPS卫星。在那些有障碍物的地区，只要能够接收到5颗卫星的信号，那么就可能完成GPS测量工作。如果在树林以及房区进行测量的时候，只要测量地点有足够的空间能够让GPS系统观测到5颗卫星，那么就能让测量工作顺利完成。一般情况下山坡部分地区有着相对较密的树木，因此往往会将卫星信号进行阻挡以及反射，这就会导致在这些地方，接收GPS信号相对比较困难，这样的话定位精度就不能够得到保证。因此相关测量人员在进行测量数据采集的时候，如果遇到森林地方，或者有着很多树木的地方，那么就需要等到移动站能够观测到测量数据需要的卫星数量后，才可以进行数据采集的工作。
2.2.4 内业处理
外业采集到的数据一般都会通过手薄与电脑进行连接，对手薄中的数据导出功能进行使用，使数据下载到电脑上，再打开南方cass软件进行展高程点。这些点号在cass软件中展开之后如图2所示。
展开高程点以后，再根据外业草图进行测区内的房屋、林地、路等地形地貌的测制工作，并最终成图。
3 GPS RTK测量技术的优缺点
GPS RTK技术的优点主要有以下几点：
（1）一般情况下，只有基本的测量条件的话，GPS RTK也能有厘米级的精度，同时测量结果也非常的可靠，同时误差也不会累积。
（2）对测量人员数量的要求并不高，同时也有着很高的效率。通常情况下，只需要有一个人对移动站进行操作，那么就可以完成测量工作。同时如果有一个很好的测量条件，那么一般情况下在测量点位一到两秒就能够完成测量工作。特别是在那些地形条件相对比较复杂的地方，GPS RTK技术相比传统技术，测量更加快速，同时也能够非常准确的完成测量作业。 （3）相对简单的操作以及很高的自动化程度。GPS RTK技术的测绘工作中，往往仪器完成了很大一部分，比如说卫星信号的捕获、跟踪以及观测等。相关的操作人员往往仅仅只要手簿就能够完成相关的测量工作，这样的话就能够让相关的测量人员能够有相对较低的工作紧张程度，同时劳动强度也相对较低。
（4）即使测量点的能见度相对较低，通视条件非常差，但是GPS RTK技術仍然能够完成相应的测量作业。
GPS RTK技术的缺点主要有以下几点：
（1）对空通视环境影响较大。在某些地方，比如山区林区等，因为环境的原因，往往这些地方的GPS卫星信号强度相对其他地方来说比较弱，因此相对比较容易导致数据的失锁，这就导致如果重新初始化，那么就比较困难，因此就会影响到正常的测量作业。
（2）大气层的干扰影响较大。只有通过大气层后，卫星信号才能够到达地面，而GPS RTK技术需要接收到卫星信号之后才能够正常的进行工作，如果因为大气层的干扰，导致卫星信号不能及时到达地面，那么就会导致系统的初始化时间相对正常情况更长，甚至还有可能不能初始化，这就会导致系统不能够正常的进行测量工作。
（3）数据链电台传输距离的影响比较大。在实际的测量作业中，移动站以及基准站的数据链接往往会受到山体，树林以及房屋等等的影响，这就导致测量的数据的精度会降低，同时测量作业的半径也会减小。
（4）天气影响比较大。如果天气是多云或者大风等情况，那么在进行测量作业的时候，往往卫星的信号强度会受到影响，这就导致测量的数据精度相对正常测量条件下来讲比较低。
4 结束语
区别于传统的全站仪的测量模式，GPS RTK技术可以在一个并不是很通视的环境下，能够有一个实时的厘米级的一个定位精度。同时GPS RTK技术对操作人员数量的要求也并不多，同时作业的时间也相对较快，同时也有着很高的精度，因此这种技术能够让工作效率得到很大程度的提高。但是，不可否认，GPS RTK技术的作业方式会受到一部分外界条件的影响，比如说接受的卫星数量以及一些其他的外部的干扰源等等，这种影响情况在林区以及楼房区的表现尤为明显，甚至有时候还会导致正常的作业无法进行。但是传统的全站仪的测量方法则不会受到这些影响因素的影响。因此在实际的测量工作中，相关人员要结合实际的测量情况，灵活的对这两种测量技术进行应用，这样的话才能让测量工作更好的完成。
参考文献
[1]黄燕明.GPS RTK技术在工程测量中的应用研究[J].中国新技术新产品，2013（5）：1～2.
[2]刘发明.GPS RTK技术在工程测量中的应用浅析[J].中国地名，2014（11）：58～59.
[3]李 翔.GPS RTK技术在工程测量中的应用[J].甘肃水利水电技术，2015（4）：39～42.
[4]朱洪柳.GPS RTK技术在工程测量中的应用研究[J].山西建筑，2015，38（3）：222～223.
收稿日期：2018-5-10
作者简介：闭敏健（1979-），男，助理工程师，本科，主要从事地形测量方面的工作。
关键词：GPS RTK；地形测量；应用
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0206-02
1 GPS RTK系统的基本原理
高精度的GPS在进行测量的时候，一般就是对载波相位观测值进行使用，而RTK定位技术是以载波相位观测值的实时动态定位技术。这样的话，就能够将被测点在指定的坐标系中的三维定位结果实时的提供给相关人员，并且这个结果还能够达到厘米级的精确度。在使用RTK的时候，有关的基准站使用数据链将一些坐标的有关数据信息发送给相应的流动站。而流动站这个时候就需要接收那些来自基准站的一部分信息，同时还对GPS观测的一部分数据进行采集。同时在系统内对于采集到的观测值进行实时的处理，同时可以得到一个厘米级的定位结果，耗时也非常短，甚至不到1s。流动站不仅可以处于一个静止的状态，同时也可以处于运动的状态；可以在相关的固定点上先对其进行初始化然后再进行动态作业，那么流动站就能够随时给出一个厘米级的定位结果。
2 GPS RTK在地形测量中的应用
2.1 测区概括
某公司的矿区中，采空区以及该地区相邻的山坡中，在生态环境治理工程施工前，要进行一个前期的设计。但是因为现有的地形图的精确度不能够满足实际工程设计需求，这就需要对地形图进行重新的绘制。但是因为山坡地形的实际情况，如果使用传统的全站仪测量的办法，那么就很难对地形进行测量，而且需要的人数也相对较多，同時也有着很大的测量误差，而且测量的工作效率也相对较低，因此可以使用GPS RTK技术。这样的话就让测量的精确度以及工作的效率得到了很大程度上的提高。
2.2 GPS RTK测量方法
2.2.1 坐标转换
在使用GPS RTK技术进行测量的时候，需要对坐标进行转化，这主要是因为GPS接收机输出的信号是WGS84经纬度坐标，但是此次测量作业使用的坐标是1980国家大地坐标系统。在对坐标参数进行转换的时候，主要需要的就是对四参数或者七参数以及高程拟合参数进行计算，其中在对四参数进行计算的时候，往往需要有两个或两个以上的控制点，四参数理想的控制范围一般情况下是在20～30km2以内，本次的测量工作可以使用四参数计算的方法。控制点、公司办公楼与测区相对位置示意如图1。
在与控制点距离不是太远的空旷并且没有干扰源的地方架设基准站以及移动站，分别对两个控制点的WGS84坐标进行记录，得到如表1所示的数据。
再通过使用RTK手簿中的相关软件计算得出相应的四参数，并将结果应用到测量任务的相关坐标系统之中。
2.2.2 基准站架设及校正向导
基准站接收机在实际的测量工作进行的时候，会实时的将相应的数据传输给流动站接收机，因此基准站和移动站两者之间不能够有相对较大的障碍物。并且基准站也需要架设在一个视野相对来说比较开阔，同时四周有很开阔的视野的地方，同时这个地方也要有一个相对较高的地势，这样的话就能够让GPS信号的接收更加容易。表2所示的就是RTK作用的距离和基准站架设的高度关系。
2.2.3 外业数据采集
GPS RTK技术的外业数据采集，指的就是将移动接收机置放在需要测量的地形地貌的碎部点上，同时再使用手簿测量出相应的点位坐标以及高程。这种数据采集办法相对来说操作更加简单方便，同时也仅仅需要一个人就能进行操作。但是在实际的数据采集过程中，因为GPS往往需要接收发射到太空中的卫星传来的无线电信号，同时这些无线电信号的频率相对较高，同时功率也相对较低、比较不易穿透，可能会被障碍物阻挡。因此如果在树林区域，GPS的信号就会受到影响，但是这并不意味着GPS只能在地形相对开阔的地方使用。在一些有一部分障碍的地方，GPS的测量结果也是非常有效并且精确的。这主要是因为GPS如果想要有一个非常准确可靠的定位结果，那么就需要有5颗能够观测到的卫星，而且另外一个方面因为GPS卫星的数量相对来说比较多，因此在任何的时间，任何地区都至少会有7颗GPS卫星。在那些有障碍物的地区，只要能够接收到5颗卫星的信号，那么就可能完成GPS测量工作。如果在树林以及房区进行测量的时候，只要测量地点有足够的空间能够让GPS系统观测到5颗卫星，那么就能让测量工作顺利完成。一般情况下山坡部分地区有着相对较密的树木，因此往往会将卫星信号进行阻挡以及反射，这就会导致在这些地方，接收GPS信号相对比较困难，这样的话定位精度就不能够得到保证。因此相关测量人员在进行测量数据采集的时候，如果遇到森林地方，或者有着很多树木的地方，那么就需要等到移动站能够观测到测量数据需要的卫星数量后，才可以进行数据采集的工作。
2.2.4 内业处理
外业采集到的数据一般都会通过手薄与电脑进行连接，对手薄中的数据导出功能进行使用，使数据下载到电脑上，再打开南方cass软件进行展高程点。这些点号在cass软件中展开之后如图2所示。
展开高程点以后，再根据外业草图进行测区内的房屋、林地、路等地形地貌的测制工作，并最终成图。
3 GPS RTK测量技术的优缺点
GPS RTK技术的优点主要有以下几点：
（1）一般情况下，只有基本的测量条件的话，GPS RTK也能有厘米级的精度，同时测量结果也非常的可靠，同时误差也不会累积。
（2）对测量人员数量的要求并不高，同时也有着很高的效率。通常情况下，只需要有一个人对移动站进行操作，那么就可以完成测量工作。同时如果有一个很好的测量条件，那么一般情况下在测量点位一到两秒就能够完成测量工作。特别是在那些地形条件相对比较复杂的地方，GPS RTK技术相比传统技术，测量更加快速，同时也能够非常准确的完成测量作业。 （3）相对简单的操作以及很高的自动化程度。GPS RTK技术的测绘工作中，往往仪器完成了很大一部分，比如说卫星信号的捕获、跟踪以及观测等。相关的操作人员往往仅仅只要手簿就能够完成相关的测量工作，这样的话就能够让相关的测量人员能够有相对较低的工作紧张程度，同时劳动强度也相对较低。
（4）即使测量点的能见度相对较低，通视条件非常差，但是GPS RTK技術仍然能够完成相应的测量作业。
GPS RTK技术的缺点主要有以下几点：
（1）对空通视环境影响较大。在某些地方，比如山区林区等，因为环境的原因，往往这些地方的GPS卫星信号强度相对其他地方来说比较弱，因此相对比较容易导致数据的失锁，这就导致如果重新初始化，那么就比较困难，因此就会影响到正常的测量作业。
（2）大气层的干扰影响较大。只有通过大气层后，卫星信号才能够到达地面，而GPS RTK技术需要接收到卫星信号之后才能够正常的进行工作，如果因为大气层的干扰，导致卫星信号不能及时到达地面，那么就会导致系统的初始化时间相对正常情况更长，甚至还有可能不能初始化，这就会导致系统不能够正常的进行测量工作。
（3）数据链电台传输距离的影响比较大。在实际的测量作业中，移动站以及基准站的数据链接往往会受到山体，树林以及房屋等等的影响，这就导致测量的数据的精度会降低，同时测量作业的半径也会减小。
（4）天气影响比较大。如果天气是多云或者大风等情况，那么在进行测量作业的时候，往往卫星的信号强度会受到影响，这就导致测量的数据精度相对正常测量条件下来讲比较低。
4 结束语
区别于传统的全站仪的测量模式，GPS RTK技术可以在一个并不是很通视的环境下，能够有一个实时的厘米级的一个定位精度。同时GPS RTK技术对操作人员数量的要求也并不多，同时作业的时间也相对较快，同时也有着很高的精度，因此这种技术能够让工作效率得到很大程度的提高。但是，不可否认，GPS RTK技术的作业方式会受到一部分外界条件的影响，比如说接受的卫星数量以及一些其他的外部的干扰源等等，这种影响情况在林区以及楼房区的表现尤为明显，甚至有时候还会导致正常的作业无法进行。但是传统的全站仪的测量方法则不会受到这些影响因素的影响。因此在实际的测量工作中，相关人员要结合实际的测量情况，灵活的对这两种测量技术进行应用，这样的话才能让测量工作更好的完成。
参考文献
[1]黄燕明.GPS RTK技术在工程测量中的应用研究[J].中国新技术新产品，2013（5）：1～2.
[2]刘发明.GPS RTK技术在工程测量中的应用浅析[J].中国地名，2014（11）：58～59.
[3]李 翔.GPS RTK技术在工程测量中的应用[J].甘肃水利水电技术，2015（4）：39～42.
[4]朱洪柳.GPS RTK技术在工程测量中的应用研究[J].山西建筑，2015，38（3）：222～223.
收稿日期：2018-5-10
作者简介：闭敏健（1979-），男，助理工程师，本科，主要从事地形测量方面的工作。