论文部分内容阅读
摘要：本文先分析了GPS RTK技术在工程测量中的应用，再对GPS RTK技术在工程测量中应用的误差、质量控制以及优势进行了分析。
关键词：工程测量；GPS RTK技术；
中图分类号: O4-34文献标识码：A
1、平面定位系统原理
RTK实时定位是通过在已经知道的基准点上进行观测，把每种观测值，包含伪距观测值与载波相位观测值，利用无线电调制解调器，实时转发给流动站，各流动站GPS接收机将接收到的参考站信息进行解码，再对流动站和基准站间基线进行解算，实时得到各流动站坐标值与点位精度。
Leica GPS RTK实时定位系统中下面几个部分组成：
1）参考站：首要是一台 LeicaGPS接收机、GPS天线、电台与通讯天线组成、其作用是采集每种观测值，并由电台实时发送给流动站。
2）流动站：首要是一台Leica GPS接收机、GPS天线、电台与通讯天线组成，其作用是接收参考站所发射的各种观测信息，再对其和参考站间基线进行解算，实时获得该点坐标。
3）随机SKI－PRO软件，首要用于处置数据与形成结果数据文件。
2、GPS RTK技术在工程测量中的应用
2.1 控制测量
工程控制网是工程建设、管理与保护的基本,其网型与精度要求和工程项目的性质、范畴亲密相关。一般地，四等以下工程控制网覆盖面积小,点位密度较大、精度要求很高。采纳RTK定位的方式建立工程控制网,具有点位选择限制少,作业时光短,结果精度高,工程费用低等优势。采纳传统的三角锁、导线方案,多数须要分段实施。RTK技术能代替全站仪进行图根导线测量,所测范畴内在不通视的条件下测定无累积误差的图根点,使测图所需图根点的数量在满足要求时,可多可少,机动灵巧；而且流动点到参考点的距离能很长(最好不要超过10km)。因此可见,RTK技术能用于平常的控制测量,它将对传统逐级布网的理念予以更新。
2.2绘制大比例尺地形图
过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或者经纬仪配合小平板测图，目前发展到外业用全站仪与电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等，但这些测量方式都须要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成，这些碎部点都和测站通视，而且一般要求最少2到3人操作，在后期数据处置进程中，如果发现精度不符合要求还要到外业去返测，浪费时间与人力。目前采纳GPS RTK时，只须要一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上两秒钟左右，并同时输入特性编码，通过手簿能实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就能输出所要求的地形图，这用RTK只须要一人操作，不请求点间通视，省时间也省人力，非常实用，对工作效率有很大的进步。
2.3 放样
放样须要通视良好，还要来回移动目标，由2到3人操作。采纳GPS RTK技术放样时，首先把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，放样时手持GPS接收机，依据接收机的显示，主动地走到放样点的地位，既快速又便利，而且仅须要一人来操作。
2.4RTK断面测量与水下地形测量
RTK在进行断面测量时能依据现场测量点位形成纵断面与横断面数据文件，并依据须要，可进一步建立断面测量资料数据库、制作DLG图。RTK配合数字测深仪进行水下地形测量时，应确保RTK和测深仪采集信息同步。依據不同要求进行验潮或者非验潮模式下的水深测量。
3、 GPS RTK测量误差分析
3.1 误差分析
GPS RTK测量的误差，一般分为2类：
3.1.1 同仪器与干扰相关的误差：天线相位中心变更、多径误差、信号干扰与天气原因。
3.1.2 同距离相关的误差：轨道误差、电离层误差与对流层误差。对固定基准站而言，同仪器与干扰相关的误差可通过每种校正方式、选用适应的天线材料、远离干扰源与适应的天气测量予以减弱，而同距离相关的误差将随移动站到基地站的距离的增长而加大，所以GPS RTK的有效作业半径是有限的（一般为4km）。
3.2 GPS RTK测量的质量控制
GPS RTK测量质量控制的方式首要有：
3.2.1 已知点检核对比法：用RTK测量已知控制点的坐标进行对比检核。发现问题即采用方法进行纠正，该方式控制点较多时方面。
3.2.2 重测对比法：每次初始化成功后，先重测1至2个已测过的RTK点或者高精度控制点，确认没事后才进行RTK测量。该方式较为实用。
3.2.3 电台变频实时检测法：用两套频率测量同一点，将成果进行比较，确定精度。
3.2.4 减弱干扰： 选点时远离无线电发射源、雷达装置、高压线等干扰源。
3.2.5 适应天气条件：在天气急剧变更时不宜进行RTK测量。急剧变更的气候，有可能造成观测坐标的误差到达10mm～20mm。
4、GPS RTK技术在工程测量中应用的优势
1）高精度的GPS测量必需采纳载波相位观测值，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，它能够实时地供应测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并且到达厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值与测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处置，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状况，也可处于运动状况；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固跟踪定后，即可进行每个历元的实时处置，只要能维持四颗以上卫星相位观测值的跟踪与必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。
2）RTK作业自动化、集成化水平高，测绘功效强大。RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统，不需人工干预便可以自动实现多种测绘功效，使帮助测量工作极大减少，减少人为误差，确保了作业精度。
3）下降作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视，只请求满足“电磁波通视”与对天根本通视，因此，与传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、天气、季节等原因的影响与限制很小，在传统测量看来由于地形繁杂、地物障碍而导致的难通视地区，只要满足RTK的根本工作条件，它也能轻松地进行迅速的高精度定位作业。
4）定位精度高，数据安全可靠，没有误差累积。不同于全站仪等仪器，全站仪在多次搬站后，都存在误差积累的状态，搬的更多，积累更大，而RTK则没有，只要满足RTK的根本工作条件，在一定的作业半径范畴内，RTK的平面精度与高程精度都能到达厘米级。
5）作业效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完10km半径左右的测区，缩小了传统测量所须要的控制点数量与测量仪器的“搬站”次数，只须要一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标，作业快速，劳动强度下降，节约了外业费用，进步了测量效力。
6）操作简单和方便、数据处置能力强。南方测绘RTK的基准站无需任何设置，移动站就能边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处置、转换与输出能力强，能便利快捷地和计算机、其它测量仪器通信。南方测绘灵锐S82-2008、灵锐S86在基准站架设、移动站操作、手簿软件的运用方面较简单易学。
5、结语
GPS是指全球定位系统，是Global Positioning System的简称, 其是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统，最初首要被用于军事目标，但是随着现代科学技术的快速发展，现在已被普遍的运用到各个范畴之中。RTK是一种新的常用的GPS测量方式，是Real - time kinematic的简称，以前的静态、迅速静态、动态测量都须要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方式，它采纳了载波相位动态实时差分方式，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，对外业作业效率有很大进步。
参考文献
[1] 相祥.GPS在城市平面控制测量中的应用和精度分析[J].现代测绘,2010
[2] 王春华,焦志良.基于工程背景的RTK技术在城市控制测量中的应用研究[J]. 科技资讯, 2010
[3] 《现代公路测量实用程序与其应用》王建忠等，人民交通出版社
关键词：工程测量；GPS RTK技术；
中图分类号: O4-34文献标识码：A
1、平面定位系统原理
RTK实时定位是通过在已经知道的基准点上进行观测，把每种观测值，包含伪距观测值与载波相位观测值，利用无线电调制解调器，实时转发给流动站，各流动站GPS接收机将接收到的参考站信息进行解码，再对流动站和基准站间基线进行解算，实时得到各流动站坐标值与点位精度。
Leica GPS RTK实时定位系统中下面几个部分组成：
1）参考站：首要是一台 LeicaGPS接收机、GPS天线、电台与通讯天线组成、其作用是采集每种观测值，并由电台实时发送给流动站。
2）流动站：首要是一台Leica GPS接收机、GPS天线、电台与通讯天线组成，其作用是接收参考站所发射的各种观测信息，再对其和参考站间基线进行解算，实时获得该点坐标。
3）随机SKI－PRO软件，首要用于处置数据与形成结果数据文件。
2、GPS RTK技术在工程测量中的应用
2.1 控制测量
工程控制网是工程建设、管理与保护的基本,其网型与精度要求和工程项目的性质、范畴亲密相关。一般地，四等以下工程控制网覆盖面积小,点位密度较大、精度要求很高。采纳RTK定位的方式建立工程控制网,具有点位选择限制少,作业时光短,结果精度高,工程费用低等优势。采纳传统的三角锁、导线方案,多数须要分段实施。RTK技术能代替全站仪进行图根导线测量,所测范畴内在不通视的条件下测定无累积误差的图根点,使测图所需图根点的数量在满足要求时,可多可少,机动灵巧；而且流动点到参考点的距离能很长(最好不要超过10km)。因此可见,RTK技术能用于平常的控制测量,它将对传统逐级布网的理念予以更新。
2.2绘制大比例尺地形图
过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或者经纬仪配合小平板测图，目前发展到外业用全站仪与电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等，但这些测量方式都须要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成，这些碎部点都和测站通视，而且一般要求最少2到3人操作，在后期数据处置进程中，如果发现精度不符合要求还要到外业去返测，浪费时间与人力。目前采纳GPS RTK时，只须要一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上两秒钟左右，并同时输入特性编码，通过手簿能实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就能输出所要求的地形图，这用RTK只须要一人操作，不请求点间通视，省时间也省人力，非常实用，对工作效率有很大的进步。
2.3 放样
放样须要通视良好，还要来回移动目标，由2到3人操作。采纳GPS RTK技术放样时，首先把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，放样时手持GPS接收机，依据接收机的显示，主动地走到放样点的地位，既快速又便利，而且仅须要一人来操作。
2.4RTK断面测量与水下地形测量
RTK在进行断面测量时能依据现场测量点位形成纵断面与横断面数据文件，并依据须要，可进一步建立断面测量资料数据库、制作DLG图。RTK配合数字测深仪进行水下地形测量时，应确保RTK和测深仪采集信息同步。依據不同要求进行验潮或者非验潮模式下的水深测量。
3、 GPS RTK测量误差分析
3.1 误差分析
GPS RTK测量的误差，一般分为2类：
3.1.1 同仪器与干扰相关的误差：天线相位中心变更、多径误差、信号干扰与天气原因。
3.1.2 同距离相关的误差：轨道误差、电离层误差与对流层误差。对固定基准站而言，同仪器与干扰相关的误差可通过每种校正方式、选用适应的天线材料、远离干扰源与适应的天气测量予以减弱，而同距离相关的误差将随移动站到基地站的距离的增长而加大，所以GPS RTK的有效作业半径是有限的（一般为4km）。
3.2 GPS RTK测量的质量控制
GPS RTK测量质量控制的方式首要有：
3.2.1 已知点检核对比法：用RTK测量已知控制点的坐标进行对比检核。发现问题即采用方法进行纠正，该方式控制点较多时方面。
3.2.2 重测对比法：每次初始化成功后，先重测1至2个已测过的RTK点或者高精度控制点，确认没事后才进行RTK测量。该方式较为实用。
3.2.3 电台变频实时检测法：用两套频率测量同一点，将成果进行比较，确定精度。
3.2.4 减弱干扰： 选点时远离无线电发射源、雷达装置、高压线等干扰源。
3.2.5 适应天气条件：在天气急剧变更时不宜进行RTK测量。急剧变更的气候，有可能造成观测坐标的误差到达10mm～20mm。
4、GPS RTK技术在工程测量中应用的优势
1）高精度的GPS测量必需采纳载波相位观测值，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，它能够实时地供应测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并且到达厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值与测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处置，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状况，也可处于运动状况；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固跟踪定后，即可进行每个历元的实时处置，只要能维持四颗以上卫星相位观测值的跟踪与必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。
2）RTK作业自动化、集成化水平高，测绘功效强大。RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统，不需人工干预便可以自动实现多种测绘功效，使帮助测量工作极大减少，减少人为误差，确保了作业精度。
3）下降作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视，只请求满足“电磁波通视”与对天根本通视，因此，与传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、天气、季节等原因的影响与限制很小，在传统测量看来由于地形繁杂、地物障碍而导致的难通视地区，只要满足RTK的根本工作条件，它也能轻松地进行迅速的高精度定位作业。
4）定位精度高，数据安全可靠，没有误差累积。不同于全站仪等仪器，全站仪在多次搬站后，都存在误差积累的状态，搬的更多，积累更大，而RTK则没有，只要满足RTK的根本工作条件，在一定的作业半径范畴内，RTK的平面精度与高程精度都能到达厘米级。
5）作业效率高。在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完10km半径左右的测区，缩小了传统测量所须要的控制点数量与测量仪器的“搬站”次数，只须要一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标，作业快速，劳动强度下降，节约了外业费用，进步了测量效力。
6）操作简单和方便、数据处置能力强。南方测绘RTK的基准站无需任何设置，移动站就能边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处置、转换与输出能力强，能便利快捷地和计算机、其它测量仪器通信。南方测绘灵锐S82-2008、灵锐S86在基准站架设、移动站操作、手簿软件的运用方面较简单易学。
5、结语
GPS是指全球定位系统，是Global Positioning System的简称, 其是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统，最初首要被用于军事目标，但是随着现代科学技术的快速发展，现在已被普遍的运用到各个范畴之中。RTK是一种新的常用的GPS测量方式，是Real - time kinematic的简称，以前的静态、迅速静态、动态测量都须要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方式，它采纳了载波相位动态实时差分方式，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，对外业作业效率有很大进步。
参考文献
[1] 相祥.GPS在城市平面控制测量中的应用和精度分析[J].现代测绘,2010
[2] 王春华,焦志良.基于工程背景的RTK技术在城市控制测量中的应用研究[J]. 科技资讯, 2010
[3] 《现代公路测量实用程序与其应用》王建忠等，人民交通出版社