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摘要：本文就 RTK技术在工程测量应用中的质量控制、优缺点及提高关键等有关问题进行了分析探讨，具有较强的意义和价值。
关键词： RTK技术；缺点；优点；控制测量；质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1RTK工作原理
RTK(ReTl Time KinemTtics)定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时快速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。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站(一台或多台GPS接收机)。流动站通过数据链接收来自基准站(一台GPS接收机)的数据，同时采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给流动站，流动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度，能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，达到厘米级精度。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态，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。
RTK测量系统一般由以下3部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备；软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。
RTK测量技术除具有GPS测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。实时动态定位如采用快速静态测量模式，在10km范围内，其定位精度可达1~2cm。RTK测量系统的开发成功，为GPS测量工作的可靠性和高效率提供了保障，这对GPS测量技术的发展和普及，具有重要的现实意义，下面就其在测绘应用中的优劣作简要分析。
2RTK测量成果的质量控制
RTK確定整周模糊度的可靠性最高为95%，RTK比静态GPS测量还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，所以在实际应用中必须进行质量控制。方法如下：
(1)已知点检核比较法：即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，然后再用RTK测出这些控制点的坐标，进行比较检核，发现问题及时采取措施改正。
(2)重测比较法：每次初始化成功后，先重测1~2个已测过的RTK控制点或高精度控制点，确认无误后再进行RTK测量。
(3)电台变频实时检测法：在测区较大时，建立两个基准站，每个基准站采用不同的频率发送改正数据，流动站用变频开关选择性地分别接收每个基准站的改正数据，从而得到两个以上解算结果，比较这些结果就可判断其质量高低。
在实际工作中，最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以用重测比较法来检验测量成果较常见。
3RTK技术的优点
3.1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3~5km半径的测区，RTK技术能够实时地提供测量成果，不需要分级布网，可以大大减少生产成本，减轻作业员的劳动强度，提高测量速度，提高了劳动效率。
3.2定位精度高
只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，没有误差积累。
3.3降低了作业条件要求
RTK技术不要求两点间满足光学通视，因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，传统的控制导线很难进行布设，RTK则能够轻松地进行快速的高精度定位作业。
3.4RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大
RTK可胜任各种测绘外业。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，特别是在施工放样中。
3.5操作简便，易使用
只要在设站时进行简单的设置，就可以边走边获得测点的三维坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力较强，能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。
4RTK技术的不足
4.1受卫星状况限制
在某一确定的时间段有效卫星个数较少，容易产生假值。另外，在高山峡谷深处、密集森林区及城市高楼密布区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。
4.2天空环境影响
一般白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，常接受不到5颗卫星，早晨和晚上较好些。
4.3数据链传输受干扰和限制、作业半径一般比标称距离要小
RTK数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。另外，当RTK作业半径超过一定距离(一般为几公里，每种机型在不同的环境又各不相同)时，测量结果误差超限，所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小很多。
4.4初始化能力和所需时间问题
在山区、一般林区、城镇密楼区等地作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，容易造成失锁，采用RTK作业时有时需要经常重新初始化。这样测量的精度和效率都受影响。
4.5高程精度问题
RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但在高差较大的测区，高程精度较低，高程的精度也不均匀。
4.6测量成果的可靠性问题
RTK测量成果的可靠性不及全站仪，特别是成果的稳定性方面，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响。
5提高工程测量中RTK测量的关键技术
5.1坐标转换参数的求解
在GPS静态测量中，不同坐标系的坐标转换是在数据后处理时进行的。而对于RTK测量，要求实时得出待测点在实用坐标系1980年西安坐标系、1954年北京坐标系或地方独立坐标系等)中的坐标，因此，坐标转换问题就显得尤为重要。
坐标转换参数的求解方法，一般是在RTK作业前首先在测区做一定数量的静态GPS控制点，与地方坐标系的控制点联测，以同时获取GPS点的M G S 8 4坐标系统坐标和地方坐标系统坐标，然后利用后处理软件或GPS控制器内置的实时处理软件求解坐标转换参数。如果测区内的已知控制点已经有地方坐标系坐标和MGS 84坐标系坐标，则可直接利用随机软件求解坐标转换参数。
求解坐标转换参数所使用的已知控制点(通常称作基准点)的精度、密度及分布状况对坐标转换参数的求解质量有着直接影响。因此，所选定的基准点要求精度要高，并且应均匀分布在测区周围。基准点的数量视测区的大小一般取3～6点为宜。一般地，在求解坐标转换参数时，应采取不同基准点的匹配方案，用不同的计算方法求得坐标转换参数，经比较后选择残差较小、精度较高的一组参数使用。
由于坐标转换参数求解精度与已知点两套坐标的精度和区域内点位的分布有关，因此坐标转换参数是有区域性的，它仅适用于已知点所圈定的区域和临近地区，其外推精度明显低于内插精度。因此，在一个测区求解的坐标转换参数不能直接应用到其它测区。
5.2基准站的设置
GPS卫星处在2×1 04k m多的高空，从卫星发出的信号到接收机接收，中间要经过电离层、对流层以及来自多方面的干扰，其信号一般十分微弱，通常只有-50～-180dB。同时，由于RTK数据链采用超高频(UHF)电磁波，它的传输距离与接收天线的高度、地球曲率半径以及大气折射等因素有关。因此，要提高GPS信号接收的质量，基准站必须远离各种强电磁干扰源(如微波站、寻呼台发射塔、变电站、高压线、电视台等)；同时，为了减少多路径效应的影响，基准站周围应无明显的大面积的信号反射物(如大面积水域、大型建筑等)；另外，要求基准站电台天线和移动站天线之间无大的遮挡物(如高层建筑物、高山等)，且天线应尽量设置高一些，以提高数传电台的传输距离。
5.3作业半径的限制
移动站离开基准站的最大距离称作RTK的作业半径，它的大小取决于基准站电台信号的传输距离，且对RTK测量的速度和精度有着直接影响。
近年来，随着GPS技术的不断完善，仪器制造商竞相采用先进技术，有效地扩大了RTK的作业范围。但是，如果在建筑物或树木比较多的地区作业，移动站接收电台的信号会比较弱且容易失锁，而且高程精度较差。因此，RTK的作业半径控制在10ｋｍ以内为宜。当信号受影响严重时，还应进一步缩短作业半径，以提高RTK测量的精度和速度。
5.4 RT K测量中的一般要求
为了保证RTK测量的精度、速度(初始化时间)和可靠性，除了正确求解坐标转换参数、合理设置基准站和限制作业半径外，在RTK测量中还应注意以下几点:
（1）观测卫星的图形强度要高。在进行坐标解算时，所采用的卫星数越多，分布越均匀，则ＰＤＯＰ值越小，RTK的精确性和可靠性越高，且初始化的时间也越短。因此，一般情况下，在接收卫星数保持5颗以上，且ＰＤＯＰ<6时，才能进行RTK测量。
（2）作业员的责任心要强。作业员的专业水平、经验和责任心对RTK成果的精确性和可靠性有着严重的影响。作业时，接收机的对中、整平、天线高的量取及输入已知点坐标、坐标转换参数及天线高等数据的任何误差，都将影响RTK测量的全部坐标。因此，要求作业员必须具有强烈的责任心，认真严格地按规程操作，另外，对仪器基座和测杆上的水准器等必须定期严格校正，以避免系统误差的影响。
（3）观测成果要注意复核。RT K测量具有显著的实时、快捷等优点，但其初始化(整周模糊值)的置信度通常为95%～99%，且作业中缺乏检核条件，个别点可能会出现粗差。因此，为了保证RTK的实测精度和可靠性，作业中必须注重成果的复核。成果的复核分为作业前复核和作业中复核。作業前复核是指在RTK作业前，先在已知点上检测，新测坐标与已知坐标较差符合要求后，才能进行RTK测量；作业中复核一般是指在作业中采用不同起算点测定部分重合点，或在同一点上采用两次观测法(失锁或关机)观测。
（4）保证测量精度。用RTK方法进行控制测量时，应采取一定的措施保证测量精度。为了保证测量成果的精确、可靠，宜采用多历元的观测结果；同时，观测时应使用三脚架固定移动站的天线，进行严格的对中、整平，并远离各种强电磁干扰源和大面积的信号反射物。
结束语
随着RTK技术的不断完善，RTK测量的初始化速度、成果精度及可靠性会越来越高。但是由于受卫星信号、接收机状态、测站周围环境及仪器操作的影响，RTK定位有时会出现失真，其成果不可能100%的可靠。因此，在作业中，要根据RTK技术的特点及测区状况，采取有效措施，严格按操作规程作业，并加强成果的复核，以确保RTK成果的精确性和可靠性。
参考文献：
[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2008.
[2]张淑菡.GPS控制网技术设计[J].河北建筑工程学院学报，2008,26(4).
关键词： RTK技术；缺点；优点；控制测量；质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1RTK工作原理
RTK(ReTl Time KinemTtics)定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时快速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。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站(一台或多台GPS接收机)。流动站通过数据链接收来自基准站(一台GPS接收机)的数据，同时采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给流动站，流动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度，能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，达到厘米级精度。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态，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。
RTK测量系统一般由以下3部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备；软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。
RTK测量技术除具有GPS测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点，因此可以提高生产效率。实时动态定位如采用快速静态测量模式，在10km范围内，其定位精度可达1~2cm。RTK测量系统的开发成功，为GPS测量工作的可靠性和高效率提供了保障，这对GPS测量技术的发展和普及，具有重要的现实意义，下面就其在测绘应用中的优劣作简要分析。
2RTK测量成果的质量控制
RTK確定整周模糊度的可靠性最高为95%，RTK比静态GPS测量还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，所以在实际应用中必须进行质量控制。方法如下：
(1)已知点检核比较法：即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，然后再用RTK测出这些控制点的坐标，进行比较检核，发现问题及时采取措施改正。
(2)重测比较法：每次初始化成功后，先重测1~2个已测过的RTK控制点或高精度控制点，确认无误后再进行RTK测量。
(3)电台变频实时检测法：在测区较大时，建立两个基准站，每个基准站采用不同的频率发送改正数据，流动站用变频开关选择性地分别接收每个基准站的改正数据，从而得到两个以上解算结果，比较这些结果就可判断其质量高低。
在实际工作中，最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以用重测比较法来检验测量成果较常见。
3RTK技术的优点
3.1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3~5km半径的测区，RTK技术能够实时地提供测量成果，不需要分级布网，可以大大减少生产成本，减轻作业员的劳动强度，提高测量速度，提高了劳动效率。
3.2定位精度高
只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，没有误差积累。
3.3降低了作业条件要求
RTK技术不要求两点间满足光学通视，因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，传统的控制导线很难进行布设，RTK则能够轻松地进行快速的高精度定位作业。
3.4RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大
RTK可胜任各种测绘外业。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，特别是在施工放样中。
3.5操作简便，易使用
只要在设站时进行简单的设置，就可以边走边获得测点的三维坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力较强，能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。
4RTK技术的不足
4.1受卫星状况限制
在某一确定的时间段有效卫星个数较少，容易产生假值。另外，在高山峡谷深处、密集森林区及城市高楼密布区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。
4.2天空环境影响
一般白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，常接受不到5颗卫星，早晨和晚上较好些。
4.3数据链传输受干扰和限制、作业半径一般比标称距离要小
RTK数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。另外，当RTK作业半径超过一定距离(一般为几公里，每种机型在不同的环境又各不相同)时，测量结果误差超限，所以RTK的实际作业有效半径比其标称半径要小很多。
4.4初始化能力和所需时间问题
在山区、一般林区、城镇密楼区等地作业时，GPS卫星信号被阻挡机会较多，容易造成失锁，采用RTK作业时有时需要经常重新初始化。这样测量的精度和效率都受影响。
4.5高程精度问题
RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但在高差较大的测区，高程精度较低，高程的精度也不均匀。
4.6测量成果的可靠性问题
RTK测量成果的可靠性不及全站仪，特别是成果的稳定性方面，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响。
5提高工程测量中RTK测量的关键技术
5.1坐标转换参数的求解
在GPS静态测量中，不同坐标系的坐标转换是在数据后处理时进行的。而对于RTK测量，要求实时得出待测点在实用坐标系1980年西安坐标系、1954年北京坐标系或地方独立坐标系等)中的坐标，因此，坐标转换问题就显得尤为重要。
坐标转换参数的求解方法，一般是在RTK作业前首先在测区做一定数量的静态GPS控制点，与地方坐标系的控制点联测，以同时获取GPS点的M G S 8 4坐标系统坐标和地方坐标系统坐标，然后利用后处理软件或GPS控制器内置的实时处理软件求解坐标转换参数。如果测区内的已知控制点已经有地方坐标系坐标和MGS 84坐标系坐标，则可直接利用随机软件求解坐标转换参数。
求解坐标转换参数所使用的已知控制点(通常称作基准点)的精度、密度及分布状况对坐标转换参数的求解质量有着直接影响。因此，所选定的基准点要求精度要高，并且应均匀分布在测区周围。基准点的数量视测区的大小一般取3～6点为宜。一般地，在求解坐标转换参数时，应采取不同基准点的匹配方案，用不同的计算方法求得坐标转换参数，经比较后选择残差较小、精度较高的一组参数使用。
由于坐标转换参数求解精度与已知点两套坐标的精度和区域内点位的分布有关，因此坐标转换参数是有区域性的，它仅适用于已知点所圈定的区域和临近地区，其外推精度明显低于内插精度。因此，在一个测区求解的坐标转换参数不能直接应用到其它测区。
5.2基准站的设置
GPS卫星处在2×1 04k m多的高空，从卫星发出的信号到接收机接收，中间要经过电离层、对流层以及来自多方面的干扰，其信号一般十分微弱，通常只有-50～-180dB。同时，由于RTK数据链采用超高频(UHF)电磁波，它的传输距离与接收天线的高度、地球曲率半径以及大气折射等因素有关。因此，要提高GPS信号接收的质量，基准站必须远离各种强电磁干扰源(如微波站、寻呼台发射塔、变电站、高压线、电视台等)；同时，为了减少多路径效应的影响，基准站周围应无明显的大面积的信号反射物(如大面积水域、大型建筑等)；另外，要求基准站电台天线和移动站天线之间无大的遮挡物(如高层建筑物、高山等)，且天线应尽量设置高一些，以提高数传电台的传输距离。
5.3作业半径的限制
移动站离开基准站的最大距离称作RTK的作业半径，它的大小取决于基准站电台信号的传输距离，且对RTK测量的速度和精度有着直接影响。
近年来，随着GPS技术的不断完善，仪器制造商竞相采用先进技术，有效地扩大了RTK的作业范围。但是，如果在建筑物或树木比较多的地区作业，移动站接收电台的信号会比较弱且容易失锁，而且高程精度较差。因此，RTK的作业半径控制在10ｋｍ以内为宜。当信号受影响严重时，还应进一步缩短作业半径，以提高RTK测量的精度和速度。
5.4 RT K测量中的一般要求
为了保证RTK测量的精度、速度(初始化时间)和可靠性，除了正确求解坐标转换参数、合理设置基准站和限制作业半径外，在RTK测量中还应注意以下几点:
（1）观测卫星的图形强度要高。在进行坐标解算时，所采用的卫星数越多，分布越均匀，则ＰＤＯＰ值越小，RTK的精确性和可靠性越高，且初始化的时间也越短。因此，一般情况下，在接收卫星数保持5颗以上，且ＰＤＯＰ<6时，才能进行RTK测量。
（2）作业员的责任心要强。作业员的专业水平、经验和责任心对RTK成果的精确性和可靠性有着严重的影响。作业时，接收机的对中、整平、天线高的量取及输入已知点坐标、坐标转换参数及天线高等数据的任何误差，都将影响RTK测量的全部坐标。因此，要求作业员必须具有强烈的责任心，认真严格地按规程操作，另外，对仪器基座和测杆上的水准器等必须定期严格校正，以避免系统误差的影响。
（3）观测成果要注意复核。RT K测量具有显著的实时、快捷等优点，但其初始化(整周模糊值)的置信度通常为95%～99%，且作业中缺乏检核条件，个别点可能会出现粗差。因此，为了保证RTK的实测精度和可靠性，作业中必须注重成果的复核。成果的复核分为作业前复核和作业中复核。作業前复核是指在RTK作业前，先在已知点上检测，新测坐标与已知坐标较差符合要求后，才能进行RTK测量；作业中复核一般是指在作业中采用不同起算点测定部分重合点，或在同一点上采用两次观测法(失锁或关机)观测。
（4）保证测量精度。用RTK方法进行控制测量时，应采取一定的措施保证测量精度。为了保证测量成果的精确、可靠，宜采用多历元的观测结果；同时，观测时应使用三脚架固定移动站的天线，进行严格的对中、整平，并远离各种强电磁干扰源和大面积的信号反射物。
结束语
随着RTK技术的不断完善，RTK测量的初始化速度、成果精度及可靠性会越来越高。但是由于受卫星信号、接收机状态、测站周围环境及仪器操作的影响，RTK定位有时会出现失真，其成果不可能100%的可靠。因此，在作业中，要根据RTK技术的特点及测区状况，采取有效措施，严格按操作规程作业，并加强成果的复核，以确保RTK成果的精确性和可靠性。
参考文献：
[1]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2008.
[2]张淑菡.GPS控制网技术设计[J].河北建筑工程学院学报，2008,26(4).