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摘要：随着社会的发展与进步，重视GPS与RTK在控制测量中的应用对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍GPS与RTK在控制测量中的应用的有关内容。
关键词 ：GPS;RTK;控制测量；应用；
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
引言
GPS RTK技术是伴随着GPS技术的发展应运而生的，并且其发展是与GPS接收机空间定位精度的不断提高密切相关的。GPS RTK技术的应用领域已经相当广泛，主要已经在控制测量、地形地籍测量、房产测量、工程测量等测量领域得到了实际使用，并且得到了良好的评价。使用GPS RTK技术是因为这种技术具有一些显著的优点，比如定位精度很高、节约观测时间、测站之间无需通视、操作简便和全天候作业等优点。
一、GPS RTK技术的基本原理
实时动态(RTK)测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术的结合，是GPS测量技术中的一个新突破。RTK技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术，其基本原理是：基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，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(AX，△y，△z)，基线向量加上基准站坐标得到每一个流动站WGS一84坐标， 通过坐标转换、参数转换得出流动站每个点的平面坐标 ，Y和海拔高h。
RTK系统的组成主要有：基准站接收机，数据链即电台，流动站接收机及电源设备。
RTK系统正常工作要具备以下三个条件：1、基准站和流动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号；2、流动站接收到基准站发出的差分信号；3、基准站和流动站要连续接收GPS卫星信号和差分信号，若关机或电台信号断链将会失锁，RTK需要重新初始化。
二、GPS RTK测量的精度分析
2.1 GPS RTK技术与控制测量具有较高的适应性
GPS RTK技术由于其各方面的优点能够很好的满足控制测量的基本要求。同时，因为GPS RTK技术与常规的控制测量有很多不同之处,不可能完全采用常规控制测量时所采用的技术标准来进行衡量,尤其是在边长较短的相邻点,表现更为明显。GPS RTK技术的测量误差均匀、独立,不存在误差积累,因此精度可靠程度较高。
2.2 GPS RTK技术具有提供测量结果上的优势
GPS RTK技术能够实时地提供测量成果,而不需要分级布网,这大大的减少了生产的成本投入，也从很大程度上减轻了作业人员的劳动强度，从技术上提高了测量的速度和质量，降低了时间成本，提高了企业的效益。
2.3 点位误差与流动误差的关系
点位误差与流动站至基准站两者之间距离有关,随着距离的增加点位误差将会变大。所以,在控制测量中GPS RTK的作业半径一般应该控制在一定范围，大多数是5Km。
2.4 测量过程的基本要求
在实际测量过程中,应该尽可能地检测一定数量的测区内和相邻的控制点,以全面了解情况和及时发现异常情况,并剔除原有控制网的粗差点,便于做好与已有地形图或工程项目的接边工作。
2.5 测量时要进行方法的选择
测量时需要选择一些方法来提高测量精度。用于提高测量精度的方法主要包括延长测量时间、架设对点器、选择有利观测时间、增加观测次数或改变基准站等。
三、工程实例应用
2007年10月某公司对镇海九龙湖镇近50 km的面积进行控制测量， 由于工期时间要求相当紧，根据《宁波市控制测量补充规程(试行)》，测区一级GPS控制点采用GPS—RTK方法进行观测。观测仪器为四台Trimble 5800型双频接收机(标称精度：5 mm+0．5 ppm)。高程采用四等水准观测，本文不对高程作评论。
3．1 RTK基准站网的设立
为了满足RTK基准站的最大作业半径(如表1所示)以及全網的辐射重叠度不低于控制范围的20％的要求；我们采用了能够控制整个测区的5个四等GPS点(G4033、G4034、G4035、G4036、G4039)作为基准站网，并利用这5个四等GPS点求解出WGS一84与宁波市独立坐标系之间的转换参数，转换后点位的最大平面残差量为2．2 cm，满足《宁波市控制测量补充规程(试行)》的5 cm要求。
表1 RTK基准站的最大作业半径要求
3．2 RTK 的观测方法和成果
采用双基站观测方式，每一流动站均初始化观测2次，采样间隔为1秒，每次观测20个历元，当观测平面收敛精度小于2 cm时，再进行记录，同时把观测精度记录在RTK外业观测手簿上。RTK观测结果从上表数据比较可以看出：实际基准站的最大作业半径为5．61 km；同一基站的两次观测值点位互差最大为1．9 cm (如表2所示)，满足《宁波市控制测量补充规程(试行)》的5 cm要求；双基站观测值点位互差最大为4．9 cm (如表3所示)，满足《宁波市控制测量补充规程(试行)》的7 cm要求，最后取各次观测成果的平均值作为最终平面成果。
表2 G4033为基站所测成果表
3．3 精度评定及质量检查
本次项目我们采用拓普康GTS一332W 全站仪(测角精度：2秒；测距精度： ±2mm+2ppm)对边长进行2个测回测量检查，共计2O条边，为总观测量(194条边)的10。3％ 。如表4所示。
表4 全站仪测边检查表
边长中误差
式中：△s为边长较差，n为检查边数。
由上述统计数据中可以看出：边长误差最大为19 mm，边长相对误差1／14146，边长中误差为±6 mm，平面测量结果的精度合格率100％ 符合规范的要求，满足工程建设的需要。
四、结论及注意事项
RTK在控制测量中与传统的控制测量方法相比，优点如下：
与导线测量相比：不需建立一个控制网；不需要相互通视的成对的高等级已知点；布设的控制点不需连续相互通视；RTK测量的数据误差大小只与卫星分布及信号强弱有关，相邻点不存在误差积累。
在应用RTK测量过程中， 应注意以下几个问题：
(1)对于测区较大地区，建议用静态观测求出已知控制点的wGs一84坐标从而求解转换参数。
(2)基准站的选择和需观测控制点位置的选择对于RTK测量非常重要，它将直接影响到流动站的施测精度和测量速度。
(3)要尽量减少信号的干扰，对于基准站而言，要避开在测站周围100～150 m 范围的UHF，
VHF，TV和BP机发射台，避开用于导航的雷达装置等强电磁波辐射源。
(4)流动站的位置应在基准站的控制范围之内(此次测量中没有超过6km)。
(5)电台与电瓶连接时应注意正负级。
(6)在外业实施观测之前， 要先了解星历状况。
(7)在作业结束时，应先结束测量再关机。
结束语
GPS RTK作业精度很高，并且不会受到环境以及距离等因素的限制，，在一些地形条件困难和局部重点工程地区等施测也很方便。GPS RTK还可以实时地得出所在位置的空间三维坐标，这将彻底颠覆传统测量的模式。只要我们进行科学设计和精心施测，GPS RTK完全可以满足我们多种多样的测量要求。因此，GPS-RTK在很多测量上具有广阔的发展前景。
参考文献
[1] 王亚军，杨俊生．GPS在城市控制测量中的应用[J]．隧道建设。2003．
[2] 张守信．GPS卫星测量定位理论与应用[M]．长沙： 国防科技大学出版社，1996．
[3] 徐绍铨， 张华海，杨志强等．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉大学出版社，2003．
关键词 ：GPS;RTK;控制测量；应用；
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：
引言
GPS RTK技术是伴随着GPS技术的发展应运而生的，并且其发展是与GPS接收机空间定位精度的不断提高密切相关的。GPS RTK技术的应用领域已经相当广泛，主要已经在控制测量、地形地籍测量、房产测量、工程测量等测量领域得到了实际使用，并且得到了良好的评价。使用GPS RTK技术是因为这种技术具有一些显著的优点，比如定位精度很高、节约观测时间、测站之间无需通视、操作简便和全天候作业等优点。
一、GPS RTK技术的基本原理
实时动态(RTK)测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术的结合，是GPS测量技术中的一个新突破。RTK技术是以载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术，其基本原理是：基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，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(AX，△y，△z)，基线向量加上基准站坐标得到每一个流动站WGS一84坐标， 通过坐标转换、参数转换得出流动站每个点的平面坐标 ，Y和海拔高h。
RTK系统的组成主要有：基准站接收机，数据链即电台，流动站接收机及电源设备。
RTK系统正常工作要具备以下三个条件：1、基准站和流动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号；2、流动站接收到基准站发出的差分信号；3、基准站和流动站要连续接收GPS卫星信号和差分信号，若关机或电台信号断链将会失锁，RTK需要重新初始化。
二、GPS RTK测量的精度分析
2.1 GPS RTK技术与控制测量具有较高的适应性
GPS RTK技术由于其各方面的优点能够很好的满足控制测量的基本要求。同时，因为GPS RTK技术与常规的控制测量有很多不同之处,不可能完全采用常规控制测量时所采用的技术标准来进行衡量,尤其是在边长较短的相邻点,表现更为明显。GPS RTK技术的测量误差均匀、独立,不存在误差积累,因此精度可靠程度较高。
2.2 GPS RTK技术具有提供测量结果上的优势
GPS RTK技术能够实时地提供测量成果,而不需要分级布网,这大大的减少了生产的成本投入，也从很大程度上减轻了作业人员的劳动强度，从技术上提高了测量的速度和质量，降低了时间成本，提高了企业的效益。
2.3 点位误差与流动误差的关系
点位误差与流动站至基准站两者之间距离有关,随着距离的增加点位误差将会变大。所以,在控制测量中GPS RTK的作业半径一般应该控制在一定范围，大多数是5Km。
2.4 测量过程的基本要求
在实际测量过程中,应该尽可能地检测一定数量的测区内和相邻的控制点,以全面了解情况和及时发现异常情况,并剔除原有控制网的粗差点,便于做好与已有地形图或工程项目的接边工作。
2.5 测量时要进行方法的选择
测量时需要选择一些方法来提高测量精度。用于提高测量精度的方法主要包括延长测量时间、架设对点器、选择有利观测时间、增加观测次数或改变基准站等。
三、工程实例应用
2007年10月某公司对镇海九龙湖镇近50 km的面积进行控制测量， 由于工期时间要求相当紧，根据《宁波市控制测量补充规程(试行)》，测区一级GPS控制点采用GPS—RTK方法进行观测。观测仪器为四台Trimble 5800型双频接收机(标称精度：5 mm+0．5 ppm)。高程采用四等水准观测，本文不对高程作评论。
3．1 RTK基准站网的设立
为了满足RTK基准站的最大作业半径(如表1所示)以及全網的辐射重叠度不低于控制范围的20％的要求；我们采用了能够控制整个测区的5个四等GPS点(G4033、G4034、G4035、G4036、G4039)作为基准站网，并利用这5个四等GPS点求解出WGS一84与宁波市独立坐标系之间的转换参数，转换后点位的最大平面残差量为2．2 cm，满足《宁波市控制测量补充规程(试行)》的5 cm要求。
表1 RTK基准站的最大作业半径要求
3．2 RTK 的观测方法和成果
采用双基站观测方式，每一流动站均初始化观测2次，采样间隔为1秒，每次观测20个历元，当观测平面收敛精度小于2 cm时，再进行记录，同时把观测精度记录在RTK外业观测手簿上。RTK观测结果从上表数据比较可以看出：实际基准站的最大作业半径为5．61 km；同一基站的两次观测值点位互差最大为1．9 cm (如表2所示)，满足《宁波市控制测量补充规程(试行)》的5 cm要求；双基站观测值点位互差最大为4．9 cm (如表3所示)，满足《宁波市控制测量补充规程(试行)》的7 cm要求，最后取各次观测成果的平均值作为最终平面成果。
表2 G4033为基站所测成果表
3．3 精度评定及质量检查
本次项目我们采用拓普康GTS一332W 全站仪(测角精度：2秒；测距精度： ±2mm+2ppm)对边长进行2个测回测量检查，共计2O条边，为总观测量(194条边)的10。3％ 。如表4所示。
表4 全站仪测边检查表
边长中误差
式中：△s为边长较差，n为检查边数。
由上述统计数据中可以看出：边长误差最大为19 mm，边长相对误差1／14146，边长中误差为±6 mm，平面测量结果的精度合格率100％ 符合规范的要求，满足工程建设的需要。
四、结论及注意事项
RTK在控制测量中与传统的控制测量方法相比，优点如下：
与导线测量相比：不需建立一个控制网；不需要相互通视的成对的高等级已知点；布设的控制点不需连续相互通视；RTK测量的数据误差大小只与卫星分布及信号强弱有关，相邻点不存在误差积累。
在应用RTK测量过程中， 应注意以下几个问题：
(1)对于测区较大地区，建议用静态观测求出已知控制点的wGs一84坐标从而求解转换参数。
(2)基准站的选择和需观测控制点位置的选择对于RTK测量非常重要，它将直接影响到流动站的施测精度和测量速度。
(3)要尽量减少信号的干扰，对于基准站而言，要避开在测站周围100～150 m 范围的UHF，
VHF，TV和BP机发射台，避开用于导航的雷达装置等强电磁波辐射源。
(4)流动站的位置应在基准站的控制范围之内(此次测量中没有超过6km)。
(5)电台与电瓶连接时应注意正负级。
(6)在外业实施观测之前， 要先了解星历状况。
(7)在作业结束时，应先结束测量再关机。
结束语
GPS RTK作业精度很高，并且不会受到环境以及距离等因素的限制，，在一些地形条件困难和局部重点工程地区等施测也很方便。GPS RTK还可以实时地得出所在位置的空间三维坐标，这将彻底颠覆传统测量的模式。只要我们进行科学设计和精心施测，GPS RTK完全可以满足我们多种多样的测量要求。因此，GPS-RTK在很多测量上具有广阔的发展前景。
参考文献
[1] 王亚军，杨俊生．GPS在城市控制测量中的应用[J]．隧道建设。2003．
[2] 张守信．GPS卫星测量定位理论与应用[M]．长沙： 国防科技大学出版社，1996．
[3] 徐绍铨， 张华海，杨志强等．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉大学出版社，2003．