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摘 要:对RTK的基本原理作了简述,并对RTK的测量方法作了讨论,与城市一级导线测量结果进行了比较及精度分析。
关健词:全球定位系统;RTK;一级导线;精度
引言
在城镇地籍建设的过程中，城镇的控制测量是前提和重要的因素。城镇的整体控制、资源共享是城镇建设健康发展的必要因素。因此，建立一个全城镇统一使用的GPS固定基准站是对于城市整体控制测量一种优秀的解决方案。以往GPS在测绘领域中的应用主要用于高精度的大地测量和各类控制测量,而GPS的实时动态RTK模式,其快速实时和操作便捷使GPS应用范围变得越来越广。常规的控制测量通常要分级布网,逐级加密,还要考虑有较好的网形结构等。如城镇一级导线测量,不仅要构成一定的网形,至少两点间必须通视,才能进行导线点间的传算,即便是在不需要布设控制点的地区,为了导线点间的传递和网形,还必须布设和测量导线点,因此增加了许多不必要的工作。而采用GPS - RTK技术进行测量,就可以直接在所需点位的地区进行布设和测量,节省不少工作量。因此有必要对RTK技术进行一级点的测量进行试验和研究,试图用RTK来代替一级导线测量。
1.RTK的测量原理
RTK(Real Time Kinematic)技术又称载波相位差分技术,是实时处理基准站、流动站两个测站载波相位观测值的差分方法,它又可分为修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给流动站,改正流动站所接收到的载波相位,进而解求坐标,也称准RTK;差分法是将基准站采集到的载波相位发送给流动站,进行求差解算坐标,即真正的RTK。
2.RTK 系统在实际工程中的应用
（1）项目区概况及一级导线测量：项目区以抚顺市1∶500数字化测图，面积约为120km2。一级导线网水平角采用两台Leica TC702及TOPCON GTS 322等2s级全站仪同时进行观测,水平角两测回测定。高程网以测区附近的三等水准点为基准,布设成为结点水准网。按四等光电测距导线高程导线的要求进行施测,垂直角及边长观测采用与水平角观测相同的仪器,中丝法往返各三测回测定边长及垂直角。一级导线网的平均边长为320m,测角中误差mβ=±310″,平差后最弱点点位中误差mx=±3122cm,my=±2150 cm,mxy =±4108cm。
（2）RTK测量通常采用的方法主要有两种:一种是“无投影/无转换”法,即直接用接收机在基准站和流动站接收WGS-84坐标,其后利用“点校正”的方法来求得地方坐标。这种方法基准不一定要安置在已知点上,但需要至少3个已知点进行“点校正”。另一种是“键入参数”法,把静态观测求得的WGS-84坐标和地方坐标键入到手簿中,进行参数计算,可求得一套转换参数。该方法基准站须架设在已知点上,但不需要到实地再进行“点校正”。具体作业时也可以不在已知点上设置基准站,选择在有利于接收GPS信号和无线电传播的位置,这样系统能较好的工作。要保持高质量的数据传输,基准站的设置是高效、顺利地进行RTK测量的关键之一,基准站的安置尽可能满足下列条件:
1)RTK的基准站可以设立在有精确成果的已知点上,也可以设在未知点上。
2)把基準站设立在要进行RTK测量区域中央一带的较高控制点上,提高基准站和流动站天线的架设高度,以提高GPS卫星信号接收质量和数据链传输质量,保证最终成果的可靠性和精度。
3)缩短各RTK测量点与基准站之间的距离,使其能满足“电磁波通视”。
3RTK测量结果与全站仪测量一级导线结果的比较分析
本次在抚顺测区采用Trimble 5700双频RTK GPS接收机和5700GPS接收机实时动态测量,其标称精度:水平为±10mm+1×10-6D,垂直为±20mm+1×10-6D。在测区内架设两个基准站,基本上完成了图根控制测量,在进行图根点测量的同时,每天应不定时地检测一级导线点。全区共检测一级导线点50个,其较差分布情况如表1所示。
最大较差为:dx=-319cm,dy=314cm,dH=-7.7cm。平均较差为:dx=-015cm,dy=-014cm,dH=110cm。由较差计算得的中误差为mx=±1106cm,my=±1102cm,mH=±2121cm,mxy=±1147cm。
从前文所述的较差和中误差来看,平面位置中误差能够满足《城市测量规范》要求,高程精度还不能完全满足《城市测量规范》的要求,应采取一定措施加以改进。具体方法为:分析该试验区用来检测一级导线点的具体情况,提高高程起算点的等级,加大高程起算点的密度,可以达到城市测量高程精度的要求。
4结束语
通过对RTK测量与一级导线测量的比较和分析,得出以下结论:
1)在通常条件下,利用RTK测量几秒钟即可获得一个点的三维坐标,作业速度快、效率高。
2)RTK测量各点间的精度基本上是独立的,没有误差传递和误差积累,这不同于导线测量和GPS网测量成果中点的精度。
3)用RTK进行一级导线点测量。在一定条件下,平面精度能达到《城市测量规范》的要求,但高程方面需要采取一定的措施才能达到城市测量对高程精度的要求。
参考文献：
[1]杨润书.GPS基线解算的优化技术[J].测绘通报,2005,(5)
[2]CJJ8-99,城市测量规范[ S][3]城市测量规范CJJ8-99.中国建筑工业出版社.
[4]全球定位系统城市测量技术规程CJJ 73-97.中国建筑工业出版社.
[5]全球定位系统（GPS）测量规范GB/T 18314-2001.
关健词:全球定位系统;RTK;一级导线;精度
引言
在城镇地籍建设的过程中，城镇的控制测量是前提和重要的因素。城镇的整体控制、资源共享是城镇建设健康发展的必要因素。因此，建立一个全城镇统一使用的GPS固定基准站是对于城市整体控制测量一种优秀的解决方案。以往GPS在测绘领域中的应用主要用于高精度的大地测量和各类控制测量,而GPS的实时动态RTK模式,其快速实时和操作便捷使GPS应用范围变得越来越广。常规的控制测量通常要分级布网,逐级加密,还要考虑有较好的网形结构等。如城镇一级导线测量,不仅要构成一定的网形,至少两点间必须通视,才能进行导线点间的传算,即便是在不需要布设控制点的地区,为了导线点间的传递和网形,还必须布设和测量导线点,因此增加了许多不必要的工作。而采用GPS - RTK技术进行测量,就可以直接在所需点位的地区进行布设和测量,节省不少工作量。因此有必要对RTK技术进行一级点的测量进行试验和研究,试图用RTK来代替一级导线测量。
1.RTK的测量原理
RTK(Real Time Kinematic)技术又称载波相位差分技术,是实时处理基准站、流动站两个测站载波相位观测值的差分方法,它又可分为修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给流动站,改正流动站所接收到的载波相位,进而解求坐标,也称准RTK;差分法是将基准站采集到的载波相位发送给流动站,进行求差解算坐标,即真正的RTK。
2.RTK 系统在实际工程中的应用
（1）项目区概况及一级导线测量：项目区以抚顺市1∶500数字化测图，面积约为120km2。一级导线网水平角采用两台Leica TC702及TOPCON GTS 322等2s级全站仪同时进行观测,水平角两测回测定。高程网以测区附近的三等水准点为基准,布设成为结点水准网。按四等光电测距导线高程导线的要求进行施测,垂直角及边长观测采用与水平角观测相同的仪器,中丝法往返各三测回测定边长及垂直角。一级导线网的平均边长为320m,测角中误差mβ=±310″,平差后最弱点点位中误差mx=±3122cm,my=±2150 cm,mxy =±4108cm。
（2）RTK测量通常采用的方法主要有两种:一种是“无投影/无转换”法,即直接用接收机在基准站和流动站接收WGS-84坐标,其后利用“点校正”的方法来求得地方坐标。这种方法基准不一定要安置在已知点上,但需要至少3个已知点进行“点校正”。另一种是“键入参数”法,把静态观测求得的WGS-84坐标和地方坐标键入到手簿中,进行参数计算,可求得一套转换参数。该方法基准站须架设在已知点上,但不需要到实地再进行“点校正”。具体作业时也可以不在已知点上设置基准站,选择在有利于接收GPS信号和无线电传播的位置,这样系统能较好的工作。要保持高质量的数据传输,基准站的设置是高效、顺利地进行RTK测量的关键之一,基准站的安置尽可能满足下列条件:
1)RTK的基准站可以设立在有精确成果的已知点上,也可以设在未知点上。
2)把基準站设立在要进行RTK测量区域中央一带的较高控制点上,提高基准站和流动站天线的架设高度,以提高GPS卫星信号接收质量和数据链传输质量,保证最终成果的可靠性和精度。
3)缩短各RTK测量点与基准站之间的距离,使其能满足“电磁波通视”。
3RTK测量结果与全站仪测量一级导线结果的比较分析
本次在抚顺测区采用Trimble 5700双频RTK GPS接收机和5700GPS接收机实时动态测量,其标称精度:水平为±10mm+1×10-6D,垂直为±20mm+1×10-6D。在测区内架设两个基准站,基本上完成了图根控制测量,在进行图根点测量的同时,每天应不定时地检测一级导线点。全区共检测一级导线点50个,其较差分布情况如表1所示。
最大较差为:dx=-319cm,dy=314cm,dH=-7.7cm。平均较差为:dx=-015cm,dy=-014cm,dH=110cm。由较差计算得的中误差为mx=±1106cm,my=±1102cm,mH=±2121cm,mxy=±1147cm。
从前文所述的较差和中误差来看,平面位置中误差能够满足《城市测量规范》要求,高程精度还不能完全满足《城市测量规范》的要求,应采取一定措施加以改进。具体方法为:分析该试验区用来检测一级导线点的具体情况,提高高程起算点的等级,加大高程起算点的密度,可以达到城市测量高程精度的要求。
4结束语
通过对RTK测量与一级导线测量的比较和分析,得出以下结论:
1)在通常条件下,利用RTK测量几秒钟即可获得一个点的三维坐标,作业速度快、效率高。
2)RTK测量各点间的精度基本上是独立的,没有误差传递和误差积累,这不同于导线测量和GPS网测量成果中点的精度。
3)用RTK进行一级导线点测量。在一定条件下,平面精度能达到《城市测量规范》的要求,但高程方面需要采取一定的措施才能达到城市测量对高程精度的要求。
参考文献：
[1]杨润书.GPS基线解算的优化技术[J].测绘通报,2005,(5)
[2]CJJ8-99,城市测量规范[ S][3]城市测量规范CJJ8-99.中国建筑工业出版社.
[4]全球定位系统城市测量技术规程CJJ 73-97.中国建筑工业出版社.
[5]全球定位系统（GPS）测量规范GB/T 18314-2001.