1、1浅谈 GPSRTK 技术在城市测量中的应用摘要：本文介绍了 GPS -RTK 技术工作原理以及作业流程，论证了GPS-RTK 技术应用于控制测量能够达到相应的精度，同时通过比较说明了CORS 系统对于提高工作效率、减轻劳动强度、节约成本更具有其独特优势。 关键词：GPS-RTK；CORS；定位测量技术 Abstract: This paper introduces GPS -RTK technology principle and operation process, demonstrates the application of GPS-RTK technology to control
2、the measurement can reach the corresponding precision, at the same time, through the comparison of the CORS system to improve work efficiency, reduce labor intensity, has its unique advantages of saving cost more. Keywords: GPS-RTK; CORS; GPS Technology 中图分类号：P25 一、GPS-RTK 定位测量技术 实时动态定位（GPS-RTK）系统由基
3、准站、流动站和数据链组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机在接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过电台传输2设备或网络传输接收基准站上的观测数据，流动站上的计算机（手簿）根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的 3 维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。 RTK 实时动态定位测量模式，在工程中的应用可以覆盖公路斟测、施工放样、监理和 GIS 前端数据采集、地形测绘、地籍测量
4、、水下地形测绘等。我单位测绘作业中全面采用了 RTK 技术，在地形图测绘、水下地形测绘、水上勘探点放样、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作都采用了 RTK 作业，测量 12s，精度就可以达到 13cm,且整个测量过程不需通视，有着常规测量仪器（如全站仪）不可比拟的优点。 二、CORS 系统定位测量技术 CORS 系统又称为连续运行参考站系统，是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。在 CORS 出现之前，用户使用 RTK 的方法都是 1 个基准站+N 个移动站的作业模式，基准站得自己找点架设，一般都是临时性的，而作业范围都是十几公里，如果有个较大
5、的测区，则需要多次的架设临时基准站。而 CORS 的特点之一通俗的讲，就是大的测绘部门架设几个或者几十个上百个永久的基准站，可以覆盖一个比较大的区域。 图 1 一个比较典型的 CORS 网固定参考点分布图 3国际大地测量发展的一个特点是建立全天候、全球覆盖、高精度、动态、实时定位的卫星导航系统。在地面则建立相应的永久性连续运行的 GPS 参考站。目前世界上较发达的国家都建立或正在建立连续运行参考站系统（CORS） 。 CORS 的建立可以大大提高测绘精度速度与效率, 降低测绘劳动强度和成本, 省去测量标志保护与修复的费用, 节省各项测绘工程实施过程中的控制测量费用。由 CORS 参与建立的城市
6、空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架,可以从实时的空间位置信息面上实现城市真正的数字化。 三、RTK 测量的工作流程 1.内业方面的准备 （1）主机的参数设置，基准站的数据采样率一般为 45s，流动站的数据采样率一般为 12s，截止高度角通常先设定为 10； （2）若已知坐标转换参数，则输入手簿； （3）若无坐标转换参数，则整理测区的已知控制点资料，控制点尽可能均匀分布在测区，使所测点在已知点的内涵之内，尽可能避免从一端向另一端无限制的外推。控制点所处的位置和周围的条件应符合 GPS作业的要求； （4）实施工程放样时，内业输入每个放样点的设计坐标，以便野外实时、准确放样。 2.测区转换参
7、数问题 城市测量涉及到 WGS284 坐标和地方独立坐标系的坐标转换。由于4RTK 作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换参数确定于实时转换的工作非常重要。根据实际需要，求定测区转参数可分为 2 种情况： （1）可以对一个大的测区事先测定转换参数，在测区内各工程实施RTK 作业时，直接输入参数和基准站 WGS284 坐标。首先在测区以 GPS 静态方式布设均匀分布的高等级 GPS 控制点，获得各点的 WGS284 坐标和地方坐标系下的坐标，利用同一点的 2 种坐标求出转换参数。在工程应用中，每个点都可安置基准站。 （2）也可在一个工程中临时求得转换参数，但不在另一个工程中应用。首先在对空视野
8、开阔的地方设立基准站并采集单点定位 WGS284 坐标，然后流动站联测 2 个以上的地方坐标系下的控制点，求解坐标转换参数。3.基准站的选定与相关原则 数据传输系统由基准站发射台和流动站接收台组成，它是实时动态测量的关键设备。稳健可靠的数据链是动态初始化的前提。保持高质量的数据传输，可以减少整周模糊度的解算时间，提高工作效率，基准站安置应满足下列条件： （1）基准站可设立在有精确坐标的已知点上，也可设在未知点上； （2）基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方，城市测量首选测区中央的高大建筑物上； （3）为防止数据链的丢失和多路径效应，周围应无 GPS 信号反射物(大型停车
9、场，大型建筑物，车辆拥挤的街区等) ，200m 范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源； 5（4）考虑到南北极附近是卫星的空洞区，电台的天线应架设在 GPS 接收机的北方。 4. 利用 RTK 进行外业施测 野外作业时，按照新版城市测量规范完成。需要注意的是，应先联测 12 个已知控制点，评定测量精度，满足设计要求才开始测量任务。实时动态 RTK 数据处理相对简单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。经整理、分类、判断形成文件后直接打印、利用。 三、RTK 实测中有关问题的解决 RTK 技术在城市测量中目前已广泛应用，但是由于城市特殊的环境，存在诸多不利于
10、 RTK 作业的因素，诸如强大的无线电网络、大面积水域、森林、较为高大的建筑物等。在大量的实践经验总结的基础上，我们就发现的问题，经过认真的分析，总结如下几方面： 如何判断观测数据的可靠性？ 实时动态 RTK 的测量与卫星分布以及数据链的性能有关，而且各观测值都是独立观测的。那么， 在开始观测前先联测其他已知点进行对比，以确定基准站和流动站各参数设置是否正确，以及数据链通讯是否正常。在观测一段时间或仪器失锁以及观测结束前都进行这一检测，这样可以有效地判断仪器是否处于正常状态，从而确保观测成果的可靠性。 如何在现有技术基础上提高观测成果的精度? 实践操作中，流动站宜采用三脚架或带支架的对中杆，这
11、样流动站天线稳定性好、对中整平误差小，同时在采集数据时应等数据跳动变化6在设计要求时采集，以避免人为因素导致的精度不符合规范要求的情况出现。 3.RTK 作业时，有时会出现数据链不稳定的现象。可能是由于流动站附近存在与电台频率相同的外界无线电，干扰了数据的传输，这时应通知基准站重新选择电台发射频率，流动站也重新选择接收频率；也可能是电台的电量不足，应及时充电；如果是 CORS 的话应考虑使用的 GPRS数据网络运营情况。 4. 在 RTK 测量过程中，有时会出现在某个区域或一个时间段里，解算时间较长甚至无法获取固定双差解的情况。这可能是由于周围存在如建筑外墙表面反射性强的建筑物、大面积的水域、
12、临时停车场等反射物引起多路径效应，可选择重置信号后重新观测记录；如果是没有足够的卫星可用或卫星分布不利，可选择适当提高截止高度角(如 10或 15) 或合适的观测时段。 5.在房屋密集区域采集测量数据，为防止由于高度角条件的限制，RTK 无法确定被测目标准确坐标时，应采用常规测量方法。 四、结论 利用 GPS-RTK 进行控制测量不受天气、地形、通视等条件的限制，在控制测量工作中能够达到操作简便、机动性强，同时测量误差均匀、独立，不存在误差积累，精度可靠程度较高的要求。GPS-RTK 技术，尤其是 CORS 的应用，能够实时、准确地提供测量数据，无需分级布网，可以减少生产成本，减轻劳动强度，大大提高生产效率和经济效益。 参考文献： 71王永乔.双基站 GPS-RTK 在一、二级控制测量中的应用，地矿测绘，2009，25（2）：35-37. 2杨文府，崔玉柱.GPS-RTK 的技术方法探讨与对策.测绘工程.2010，17（4）：5053.
