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摘要：当前，随着科技的发展，城市地籍测量的技术也得到了长足进步。GPS—RTK测量技术是GPS技术发展的新突破。该技术被广泛应用于城市地籍测量领域。本文主要就GPS—RTK的基本原理、基本配置、GPS—RTK的应用进行了阐述，最后讨论了GPS—RTK技术的优势和实际作业中的注意问题。
关键词：控制测量；碎步测量；GPS—RTK
【中图分类号】P228.4
当前，GPS技术的快速发展给测绘行业带来了彻底性的革命。它具有操作简单、定位精度高、不受天气和通视条件的限制等优点，越来越受到测绘行业的青睐 。GPS—RTK（RealTime Kinematic）技术是在GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑。因其操作直观、快捷、精度高、实时性强、自动化程度高、定位误差不累积等优点，被广泛应用于工程放样、地形测图、各种控制测量等工程领域中。因为RTK测量技术因其精度高、实时性和高效性，使得其在城市测绘中的应用越来越广。
地籍测量是土地管理工作的重要基础。它是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地及其附着物的界线、位置、面积、质量、权属和利用现状等基本情况及其几何形状的测绘工作。随着国家小城镇建设步伐的加快，城镇地籍测量工作在全国范围内展开。所以本文主要就GPS—RTK的测量原理、基本配置、测量方法、GPS—RTK的优势及作业时注意事项进行了讨论。
1、GPS—RTK概述
1.1 GPS—RTK技术基本原理
GPS—RTK技术就是实时动态定位技术，又称为载波相位动态实时差分技术，它是基于载波相位观测值、实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的3维定位结果，并达到厘米级精度1。RTK技术的出现是GPS测量技术发展中的—个新突破，极大地提高了外业作业效率。
GPS接收机在RTK定位时，要求基准站接收机实时地通过数据链电台把实时观测的卫星数据（伪距观测值，相位观测值等）和用戶输入的信息（测站坐标、坐标系统等）传输给流动站接收机；流动站进行工作时，通过数据链电台接收基准站所发射的信息，同时不停地采集卫星的数据，并在系统内将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（△X，△Y，△Z），基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点的WGS-84坐标，再通过坐标转换参数转换出流动站每个点的平面坐标x，y和海拔高h，整个过程历时不到一秒钟，定位的结果能达到厘米级。
流动站进行观测时，可处于静止状态，也可处于运动状态。流动站能在动态环境下完成整周模糊度的求解，在整周未知数解固定（获得固定解）后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持4颗以下卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。
1.2 GPS—RTK的基本配置
GPS RTK系统的组成主要包括：2台（或多台）GPS接收机，数据传输设备，相关处理软件。GPS接收机当前主要用双频机，数据传输设备当前形式较多，主要是无线电台的形式，在城市车载系统中也提出用当前分布较广的GSM信号作为数据传输载体，电台发射信号半径的大小将直接影响RTK的作业范围大小。当前处理软件各厂家的产品不同，但其基本功能必须满足以下要求：
1）快速解算整周未知数。
2）解算用户站在WGS-84下的坐标。
3）坐标系统和高程系统转换。
4）对解算的质量进行评价和分析。
5）结果的显示和绘图。
1.3 测量方法
1）“无投影/无转换”法
直接用接收机在基准站和流动站接收WGS-84坐标，其后利用观测的已知点的WGS-84坐标和相应的地方坐标按照一定的数学模型进行转换。这种方法基准站不一定要安置在已知点上，但按照不同的转换方法，需要观测一定数量的已知点。
2）“键入参数”法
把用静态观测求得的WGS-84坐标和地方坐标键入到手簿中，进行转换，也能置入静态观测平差时求取的转换参数。该方法基准站须架设在已知点上，但能不观测其他已知点（为了检核，建议在方便时还是观测一定量的已知点）2。
2 GPS—RTK技术在城市测量中的应用
2.1 各种控制测量
常规的地籍控制测量应用三角网、导线网方法来施测，这些测量方法要求相邻控制点之间必须通视，技术规范对导线的长度、图形都有相应的要求，而且，在外业测设过程中不能实时知道导线的精度。若测设完成后，回到内业进行平差处理后，发现测量精度不符合规范要求的，还必须返工重测。GPS—RTK技术解决了常规控制测量中的这些问题，这种方法在测量过程中不要求点和点之间的通视，不要求进行导线平差，对控制点之间的图形、边长也没有什么要求，而且，应用实时GPS—RTK测量能实时获得定位的坐标数据和精度，测量控制器上会实时显示坐标和其点位精度，若点位精度满足要求了，用户就能将坐标的均值、精度和图形属性存贮到电子手簿中，一般测量一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就能完成。这样能大大提高作业效率。在地籍测图和勘测定界工作中，若把RTK用于控制测量，布设测图控制网，不仅能大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率。在应用GPS—RTK布设控制网前，应应用GPS—RTK的点校正功能求出测区WGS-84坐标和80或54坐标的转换参数，以避免投影变形过大，得不到更精确的控制点坐标成果。
2.2 地籍碎部测量
传统的碎部测量一般是按照测区已有的图根控制点，利用平板仪测图或使用全站仪测图，使用全站仪时，测每个点均输入该点的地物编码，然后再利用成图软件成图，这些方法作业时要求测站点和被测的周围地物地貌等碎部点之间一定要通视，而且一台仪器至少要求2—3人同时进行作业。应用RTK技术进行测图时，不要求通视，架设好基准站后，仅需一人拿着仪器便能开始测量。测量时，测量员在仪器已经初始化（获得固定解）的情况下，在要测的地形地貌碎部点上，将测杆对中、让气泡居中后，开始测量几秒钟，就能获得该点的坐标，精度达到要求后就可保存，保存点时输入该点的特点编码，把一个区域内的地形地物点位测定后，利用专业数据传输和处理软件能输出所有的测量点。用RTK技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。 2.3 施工放样
施工放样是测量的—个应用分支，在地籍测量中和工程施工中经常使用。它要求通过一定方法应用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来。放样的方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样，距离交会，等等。利用以上方法放样出点的位置时，往往需要按照测量的结果来回移动目标，直至到达点位。放样同测图一样，需要通视情况良好，需要跑尺者和观测者，工作效率低。应用RTK技术放样时，能在室内用专用软件将要放样的点（或线）坐标编辑好，传输到GPS的手簿中，便能在野外进行操作。操作时，按提示选择放样点后，GPS—RTK会实时解算出天线所在位置的坐标，同时和待放样的坐标进行比较，得出两者之间的坐标差，再通过手簿的界面文字和图形导航到点。以Trimble 5700为例，执行放样操作后，手簿屏幕上文字界面会出现距离放样点的水平距离、垂直距离，图形界面会出现箭头和指北方向，指示该往哪个方向向放样点靠近，当仪器在距离放样点3 m之内时，箭头消失。放样点用圆环表示，GPS天線的位置用十字丝显示。这种作业方法能很方便地找到放样点。
3 结束语
3.1 GPS—RTK应用于地籍测量的优势
1）作业速度快、效率高
在通常条件下，利用RTK测量几秒钟即可获得一个点的3维坐标。
2）定位精度高
RTK测量各点间的精度基本上是独立的，减少了测量误差传播和积累，这不同于导线测量和GPS网测量成果中点的精度。
3）操作简便，容易使用
随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，体积越来越小，重量越来越轻。
4）能全天候、全天时地作业
3.2 利用GPS—RTK技术进行作业应注意的问题
用RTK进行测量尽管有一定的优点，但是也要注意一些应用的条件。按照其原理和实际应用中的经验，总结为下列注意事项。
1）基准站的设置要合理。基准站的上空尽可能开阔，周围约200 m的范围内不能有大面积积水、高大树木建筑物或强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施，高压输电线等。
2）作业前，使用随机软件做好卫星星历的预报，应选择卫星数较多，PDOP值较小的时段进行RTK测量。
3）对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、经纬仪、测距仪等测量工具，应用5颗或更多的卫星，也会因接收卫星信号不好而难以得到“固定解”。应使用解析法或图解法进行细部测量，否则，即使能接收到也难以得到“固定解”。
参考文献：
[1] 王明， GPS RTK测量技术的应用和体会[J].现代测绘，2011，26（2）：28—29.
[2] 王志刚， GPS RTK作业模式原理和其实用技术[J].四川测绘，2011，24（2）：66—69.
[3]刘楠， GPS RTK技术和其在“数字城管”中的应用[J].测绘和空间地理信息，2011，3l（1）：101-106.
关键词：控制测量；碎步测量；GPS—RTK
【中图分类号】P228.4
当前，GPS技术的快速发展给测绘行业带来了彻底性的革命。它具有操作简单、定位精度高、不受天气和通视条件的限制等优点，越来越受到测绘行业的青睐 。GPS—RTK（RealTime Kinematic）技术是在GPS基础上发展起来的，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑。因其操作直观、快捷、精度高、实时性强、自动化程度高、定位误差不累积等优点，被广泛应用于工程放样、地形测图、各种控制测量等工程领域中。因为RTK测量技术因其精度高、实时性和高效性，使得其在城市测绘中的应用越来越广。
地籍测量是土地管理工作的重要基础。它是以地籍调查为依据，以测量技术为手段，从控制到碎部，精确测出各类土地及其附着物的界线、位置、面积、质量、权属和利用现状等基本情况及其几何形状的测绘工作。随着国家小城镇建设步伐的加快，城镇地籍测量工作在全国范围内展开。所以本文主要就GPS—RTK的测量原理、基本配置、测量方法、GPS—RTK的优势及作业时注意事项进行了讨论。
1、GPS—RTK概述
1.1 GPS—RTK技术基本原理
GPS—RTK技术就是实时动态定位技术，又称为载波相位动态实时差分技术，它是基于载波相位观测值、实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的3维定位结果，并达到厘米级精度1。RTK技术的出现是GPS测量技术发展中的—个新突破，极大地提高了外业作业效率。
GPS接收机在RTK定位时，要求基准站接收机实时地通过数据链电台把实时观测的卫星数据（伪距观测值，相位观测值等）和用戶输入的信息（测站坐标、坐标系统等）传输给流动站接收机；流动站进行工作时，通过数据链电台接收基准站所发射的信息，同时不停地采集卫星的数据，并在系统内将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（△X，△Y，△Z），基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点的WGS-84坐标，再通过坐标转换参数转换出流动站每个点的平面坐标x，y和海拔高h，整个过程历时不到一秒钟，定位的结果能达到厘米级。
流动站进行观测时，可处于静止状态，也可处于运动状态。流动站能在动态环境下完成整周模糊度的求解，在整周未知数解固定（获得固定解）后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持4颗以下卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。
1.2 GPS—RTK的基本配置
GPS RTK系统的组成主要包括：2台（或多台）GPS接收机，数据传输设备，相关处理软件。GPS接收机当前主要用双频机，数据传输设备当前形式较多，主要是无线电台的形式，在城市车载系统中也提出用当前分布较广的GSM信号作为数据传输载体，电台发射信号半径的大小将直接影响RTK的作业范围大小。当前处理软件各厂家的产品不同，但其基本功能必须满足以下要求：
1）快速解算整周未知数。
2）解算用户站在WGS-84下的坐标。
3）坐标系统和高程系统转换。
4）对解算的质量进行评价和分析。
5）结果的显示和绘图。
1.3 测量方法
1）“无投影/无转换”法
直接用接收机在基准站和流动站接收WGS-84坐标，其后利用观测的已知点的WGS-84坐标和相应的地方坐标按照一定的数学模型进行转换。这种方法基准站不一定要安置在已知点上，但按照不同的转换方法，需要观测一定数量的已知点。
2）“键入参数”法
把用静态观测求得的WGS-84坐标和地方坐标键入到手簿中，进行转换，也能置入静态观测平差时求取的转换参数。该方法基准站须架设在已知点上，但能不观测其他已知点（为了检核，建议在方便时还是观测一定量的已知点）2。
2 GPS—RTK技术在城市测量中的应用
2.1 各种控制测量
常规的地籍控制测量应用三角网、导线网方法来施测，这些测量方法要求相邻控制点之间必须通视，技术规范对导线的长度、图形都有相应的要求，而且，在外业测设过程中不能实时知道导线的精度。若测设完成后，回到内业进行平差处理后，发现测量精度不符合规范要求的，还必须返工重测。GPS—RTK技术解决了常规控制测量中的这些问题，这种方法在测量过程中不要求点和点之间的通视，不要求进行导线平差，对控制点之间的图形、边长也没有什么要求，而且，应用实时GPS—RTK测量能实时获得定位的坐标数据和精度，测量控制器上会实时显示坐标和其点位精度，若点位精度满足要求了，用户就能将坐标的均值、精度和图形属性存贮到电子手簿中，一般测量一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就能完成。这样能大大提高作业效率。在地籍测图和勘测定界工作中，若把RTK用于控制测量，布设测图控制网，不仅能大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率。在应用GPS—RTK布设控制网前，应应用GPS—RTK的点校正功能求出测区WGS-84坐标和80或54坐标的转换参数，以避免投影变形过大，得不到更精确的控制点坐标成果。
2.2 地籍碎部测量
传统的碎部测量一般是按照测区已有的图根控制点，利用平板仪测图或使用全站仪测图，使用全站仪时，测每个点均输入该点的地物编码，然后再利用成图软件成图，这些方法作业时要求测站点和被测的周围地物地貌等碎部点之间一定要通视，而且一台仪器至少要求2—3人同时进行作业。应用RTK技术进行测图时，不要求通视，架设好基准站后，仅需一人拿着仪器便能开始测量。测量时，测量员在仪器已经初始化（获得固定解）的情况下，在要测的地形地貌碎部点上，将测杆对中、让气泡居中后，开始测量几秒钟，就能获得该点的坐标，精度达到要求后就可保存，保存点时输入该点的特点编码，把一个区域内的地形地物点位测定后，利用专业数据传输和处理软件能输出所有的测量点。用RTK技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。 2.3 施工放样
施工放样是测量的—个应用分支，在地籍测量中和工程施工中经常使用。它要求通过一定方法应用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来。放样的方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样，距离交会，等等。利用以上方法放样出点的位置时，往往需要按照测量的结果来回移动目标，直至到达点位。放样同测图一样，需要通视情况良好，需要跑尺者和观测者，工作效率低。应用RTK技术放样时，能在室内用专用软件将要放样的点（或线）坐标编辑好，传输到GPS的手簿中，便能在野外进行操作。操作时，按提示选择放样点后，GPS—RTK会实时解算出天线所在位置的坐标，同时和待放样的坐标进行比较，得出两者之间的坐标差，再通过手簿的界面文字和图形导航到点。以Trimble 5700为例，执行放样操作后，手簿屏幕上文字界面会出现距离放样点的水平距离、垂直距离，图形界面会出现箭头和指北方向，指示该往哪个方向向放样点靠近，当仪器在距离放样点3 m之内时，箭头消失。放样点用圆环表示，GPS天線的位置用十字丝显示。这种作业方法能很方便地找到放样点。
3 结束语
3.1 GPS—RTK应用于地籍测量的优势
1）作业速度快、效率高
在通常条件下，利用RTK测量几秒钟即可获得一个点的3维坐标。
2）定位精度高
RTK测量各点间的精度基本上是独立的，减少了测量误差传播和积累，这不同于导线测量和GPS网测量成果中点的精度。
3）操作简便，容易使用
随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，体积越来越小，重量越来越轻。
4）能全天候、全天时地作业
3.2 利用GPS—RTK技术进行作业应注意的问题
用RTK进行测量尽管有一定的优点，但是也要注意一些应用的条件。按照其原理和实际应用中的经验，总结为下列注意事项。
1）基准站的设置要合理。基准站的上空尽可能开阔，周围约200 m的范围内不能有大面积积水、高大树木建筑物或强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施，高压输电线等。
2）作业前，使用随机软件做好卫星星历的预报，应选择卫星数较多，PDOP值较小的时段进行RTK测量。
3）对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带，应使用全站仪、经纬仪、测距仪等测量工具，应用5颗或更多的卫星，也会因接收卫星信号不好而难以得到“固定解”。应使用解析法或图解法进行细部测量，否则，即使能接收到也难以得到“固定解”。
参考文献：
[1] 王明， GPS RTK测量技术的应用和体会[J].现代测绘，2011，26（2）：28—29.
[2] 王志刚， GPS RTK作业模式原理和其实用技术[J].四川测绘，2011，24（2）：66—69.
[3]刘楠， GPS RTK技术和其在“数字城管”中的应用[J].测绘和空间地理信息，2011，3l（1）：101-106.