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广西联怡科技有限责任公司 530028
摘要：随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK（RealTimeKinematic）测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。RTK测量技术因其精度高、实时性、高效性，使得其在城市测绘中的应用越来越广。本文在此举例分析了GPS RTK技术在工程测量中的重要应用。
关键词：GPS— RTK；测量；应用
一、GPS RTK技术的原理
GPS RTK系统的组成主要包括RTK信号接收系统、数据实时处理系统以及数据实时传输系统；RTK技术使用的是相位差分的GPS，是先将改正数通过基准站发出，流动站将其成功接收后改正相应的测量结果，进而达到准确定位的目的；RTK技术的工作原理是现在基准站安放一台接收机，流动站上安装一台或者几台接收机，流动站和基准站就在同一时间接收由同一个GPS卫星发射出来的信号，将已知的信息与基准站获得的观测值进行对比，进而获得GPS差分的改正后的数值，之后这个改正值会通过无限电台传到流动站上，由流动站对GPS观测值进行精化，最后得到准确的流动站的位置坐标，这里的流动站可以是静止的，也可以是运动的。
二、GPS RTK技术的作业方法
GPS RTK技术的作业方法主要为无转换法和键入参数法两种；无转换法是直接使用设置在流动站和基准站上的接收机来接收WGS-84坐标，之后将地方坐标与观测获得的WGS-84坐标使用一定的数学模型进行转换；这种作业方法并不要求基准站设置在坐标已知的点上，可以在地势较高的如开拓地、土包、房顶等地方放置GPS RTK的接收机，并将其作为一个基准站；当使用不同的转换方法时，所需要的提前观测的已知点的数目也就不同。
键入参数法是先将地方坐標和通过静态观测获得的WGS-84坐标键入手薄上再进行转换；使用这种方法，基准站必须设置在坐标已知的点上，为了检核的需要，可以在条件允许的情况下测定几个已知点，也可以不必对其他已知点进行观测；进行测量时，可以通过设置一台GPS接收机来建立一个基准站，并且将如基准站的坐标转换参数、高程、坐标等必要的数据输入到控制手薄上，流动站可以由一台或者几台GPS接收机构成；流动站和基准站同时接受GPS卫星发射出来的信号，基准站通过基准站电台将所获得的信号传递给流动站，流动站将基准站传过来的信号与从卫星上接收的信号进行实时平差及差分处理，进而获得本站高程、坐标以及精度等实时指标，并将预测精度与实测精度指标进行对比，若实测精度与预测精度之间的差值小于限值，这时手薄就会提示测量人员是否接受该数值，选择接收后手薄就会存储测量得到的精度、高程以及坐标等数据。
三、RTK技术的应用
1、控制测量
随着城市建设的飞速发展，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀；GPS静态测量，点间不需通视且精度高，但需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。
2、像控点测量
航空摄影测量基础工作是像控点测量，传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点，内业再空三加密。采用RTK技术测量，只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站，流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程，对不易设站的像控点，可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。像控点的精度要求对于RTK测量来说是不难达到的。与传统作业相比较，它不需要逐级布设控制点；与静态GPS测量相比，缩短了作业时间，因而大大提高了作业效率，功效至少提高3～5倍。
3、线路中线定位
RTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一人也可以完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定为止。
四、GPS—RTK在城市测量中的应用实例分析
该城区为工业区和居民生活区，城市建构筑物密集，交通繁忙，无线电信号复杂，街道两旁树木密集。本次需测量的宗地地块遍布整个城区，总测量面积约5.4km2，分布区域近8.1km2，权属关系复杂，用地种类较多，宗地数目多，权属界址点数量大，采用常规测量手段施测十分困难，很难在短时间内完成所有宗地的权属界址点测量工作，以满足宗地权属单位对地形测量工作的要求。
其作业过程如下：选取精度高、可靠性好的城市基本控制网点作为RTK测量的工作基准在试用试验阶段，针对所选用的GPS仪器，得出了该城区流动站在作用距离为4km范围内，能高质量、清晰地接收基准站发出的数据。以此为参考数据，选定了分布于该城区的城市D级GPS三维控制网点7点，组成本次测量工作的基准框架网，并利用7个控制点的WGS-84坐标系和1954年北京坐标系成果计算出用于GPSRTK测量的7个坐标转换参数。
GPSRTK定位精度试验：选取1个GPSRTK测量基准网点，架设RTK基准点，流动站在离基准站4km范围内，有目的地施测了城市I级控制点、E级GPS控制点和宗地权属界址点共计9个点，并采用静态GPS测量技术、全站仪测量技术测量宗地权属界址点坐标，将这些测量结果、已知成果与GPSRTK测量结果相比较。
GPSRTK定位精度评价：RTK测量结果与其他测量技术获取的测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为1.8cm，最小为0.3cm，平均为1.12cm。可以认为GPSRTK测量结果的点位精度达到厘米级，而且各点位之间不存在误差累积，克服了传统测量技术的弊病，完全能满足城镇地形测量对权属界址点的测量精度要求。
采用GPSRTK测量技术施测界址点坐标在检测试验取得成功的基础上，以GPSRTK基准框架网点为基础，分别架设GPS基准点，使用1+2工作模式，用两套GPSRTK接收机作为流动站进行测量。
由于所用GPSRTK系统的发射电台只有4W，十分省电，中途不需更换电池，就可使用1天，十分方便；流动站在第1次测量时，在一已知点上作GPSRTK测量，其测量结果与已知点进行比较，从而检查GPSRTK系统是否工作正常及基准站坐标输入十分正确；最后，将GPS获得的数据处理后直接录入计算机，可及时地精确地获得界址点图形信息，准确地制作宗地图、地形图，计算宗地面积等。
五、GPS RTK技术的质量控制
在使用GPS RTK技术进行测绘时，发现影响测绘精度的因素有以下几点：①使用坐标转换参数的精确度。在进行坐标转换参数的求解时，需要三个以上的已知公共点方可，它的精度不仅和测区内所选择的公共点的数量以及位置有关，而且与所用已知点自身的精度有关；②测绘作业的环境。从RKT技术的工作原理上可以看出，若基准站的坐标精度不高，就会导致流动站获得的坐标带上系统偏差，所以在选择基准站坐标时必须选择精度高的；③人为因素的影响。在使用GPS RTK技术进行测绘时，测量人员的对仪器的熟练程度直接影响到测绘结果的精度；在实际测绘作业时，若在屏幕未显示出固定解时就记录相关的数据，这就会使测设点的精度过低，严重时可能导致测绘错误；若接收机的天线在使用时未保持垂直，所得到的测设结果就不可以使用，使得测设点的坐标精度由于人的缘故而降低。
摘要：随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK（RealTimeKinematic）测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。RTK测量技术因其精度高、实时性、高效性，使得其在城市测绘中的应用越来越广。本文在此举例分析了GPS RTK技术在工程测量中的重要应用。
关键词：GPS— RTK；测量；应用
一、GPS RTK技术的原理
GPS RTK系统的组成主要包括RTK信号接收系统、数据实时处理系统以及数据实时传输系统；RTK技术使用的是相位差分的GPS，是先将改正数通过基准站发出，流动站将其成功接收后改正相应的测量结果，进而达到准确定位的目的；RTK技术的工作原理是现在基准站安放一台接收机，流动站上安装一台或者几台接收机，流动站和基准站就在同一时间接收由同一个GPS卫星发射出来的信号，将已知的信息与基准站获得的观测值进行对比，进而获得GPS差分的改正后的数值，之后这个改正值会通过无限电台传到流动站上，由流动站对GPS观测值进行精化，最后得到准确的流动站的位置坐标，这里的流动站可以是静止的，也可以是运动的。
二、GPS RTK技术的作业方法
GPS RTK技术的作业方法主要为无转换法和键入参数法两种；无转换法是直接使用设置在流动站和基准站上的接收机来接收WGS-84坐标，之后将地方坐标与观测获得的WGS-84坐标使用一定的数学模型进行转换；这种作业方法并不要求基准站设置在坐标已知的点上，可以在地势较高的如开拓地、土包、房顶等地方放置GPS RTK的接收机，并将其作为一个基准站；当使用不同的转换方法时，所需要的提前观测的已知点的数目也就不同。
键入参数法是先将地方坐標和通过静态观测获得的WGS-84坐标键入手薄上再进行转换；使用这种方法，基准站必须设置在坐标已知的点上，为了检核的需要，可以在条件允许的情况下测定几个已知点，也可以不必对其他已知点进行观测；进行测量时，可以通过设置一台GPS接收机来建立一个基准站，并且将如基准站的坐标转换参数、高程、坐标等必要的数据输入到控制手薄上，流动站可以由一台或者几台GPS接收机构成；流动站和基准站同时接受GPS卫星发射出来的信号，基准站通过基准站电台将所获得的信号传递给流动站，流动站将基准站传过来的信号与从卫星上接收的信号进行实时平差及差分处理，进而获得本站高程、坐标以及精度等实时指标，并将预测精度与实测精度指标进行对比，若实测精度与预测精度之间的差值小于限值，这时手薄就会提示测量人员是否接受该数值，选择接收后手薄就会存储测量得到的精度、高程以及坐标等数据。
三、RTK技术的应用
1、控制测量
随着城市建设的飞速发展，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀；GPS静态测量，点间不需通视且精度高，但需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。
2、像控点测量
航空摄影测量基础工作是像控点测量，传统的方法要布设大量的导线来测量部分平高点，内业再空三加密。采用RTK技术测量，只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站，流动站直接测量各像控点的平面坐标和高程，对不易设站的像控点，可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。像控点的精度要求对于RTK测量来说是不难达到的。与传统作业相比较，它不需要逐级布设控制点；与静态GPS测量相比，缩短了作业时间，因而大大提高了作业效率，功效至少提高3～5倍。
3、线路中线定位
RTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一人也可以完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，即能按桩号也可按坐标放样，并可以随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定为止。
四、GPS—RTK在城市测量中的应用实例分析
该城区为工业区和居民生活区，城市建构筑物密集，交通繁忙，无线电信号复杂，街道两旁树木密集。本次需测量的宗地地块遍布整个城区，总测量面积约5.4km2，分布区域近8.1km2，权属关系复杂，用地种类较多，宗地数目多，权属界址点数量大，采用常规测量手段施测十分困难，很难在短时间内完成所有宗地的权属界址点测量工作，以满足宗地权属单位对地形测量工作的要求。
其作业过程如下：选取精度高、可靠性好的城市基本控制网点作为RTK测量的工作基准在试用试验阶段，针对所选用的GPS仪器，得出了该城区流动站在作用距离为4km范围内，能高质量、清晰地接收基准站发出的数据。以此为参考数据，选定了分布于该城区的城市D级GPS三维控制网点7点，组成本次测量工作的基准框架网，并利用7个控制点的WGS-84坐标系和1954年北京坐标系成果计算出用于GPSRTK测量的7个坐标转换参数。
GPSRTK定位精度试验：选取1个GPSRTK测量基准网点，架设RTK基准点，流动站在离基准站4km范围内，有目的地施测了城市I级控制点、E级GPS控制点和宗地权属界址点共计9个点，并采用静态GPS测量技术、全站仪测量技术测量宗地权属界址点坐标，将这些测量结果、已知成果与GPSRTK测量结果相比较。
GPSRTK定位精度评价：RTK测量结果与其他测量技术获取的测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为1.8cm，最小为0.3cm，平均为1.12cm。可以认为GPSRTK测量结果的点位精度达到厘米级，而且各点位之间不存在误差累积，克服了传统测量技术的弊病，完全能满足城镇地形测量对权属界址点的测量精度要求。
采用GPSRTK测量技术施测界址点坐标在检测试验取得成功的基础上，以GPSRTK基准框架网点为基础，分别架设GPS基准点，使用1+2工作模式，用两套GPSRTK接收机作为流动站进行测量。
由于所用GPSRTK系统的发射电台只有4W，十分省电，中途不需更换电池，就可使用1天，十分方便；流动站在第1次测量时，在一已知点上作GPSRTK测量，其测量结果与已知点进行比较，从而检查GPSRTK系统是否工作正常及基准站坐标输入十分正确；最后，将GPS获得的数据处理后直接录入计算机，可及时地精确地获得界址点图形信息，准确地制作宗地图、地形图，计算宗地面积等。
五、GPS RTK技术的质量控制
在使用GPS RTK技术进行测绘时，发现影响测绘精度的因素有以下几点：①使用坐标转换参数的精确度。在进行坐标转换参数的求解时，需要三个以上的已知公共点方可，它的精度不仅和测区内所选择的公共点的数量以及位置有关，而且与所用已知点自身的精度有关；②测绘作业的环境。从RKT技术的工作原理上可以看出，若基准站的坐标精度不高，就会导致流动站获得的坐标带上系统偏差，所以在选择基准站坐标时必须选择精度高的；③人为因素的影响。在使用GPS RTK技术进行测绘时，测量人员的对仪器的熟练程度直接影响到测绘结果的精度；在实际测绘作业时，若在屏幕未显示出固定解时就记录相关的数据，这就会使测设点的精度过低，严重时可能导致测绘错误；若接收机的天线在使用时未保持垂直，所得到的测设结果就不可以使用，使得测设点的坐标精度由于人的缘故而降低。