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摘 要：随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK测量技术也日益成熟，RTK测量技术逐步在测绘中得到应用。GPS RTK技术是GPS测量技术发展的一个新突破，其蕴含着巨大的技术潜力。
关键词：GPS；RTK；工程测量；应用
Abstract: With the development of global positioning system (GPS) the rapid development of technology, RTK technology is increasingly mature, RTK measurement technology is gradually applied in surveying and mapping. GPS RTK technology is a new breakthrough in the development of GPS measurement technology, which contains a huge technical potential.
Key words: GPS; RTK; engineering measurement; application
中图分类号：[TU198+.2]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、GPS（RTK）测量技术概述
GPS是全球定位系统的简称，它是通过卫星导航来实现的实时定位。RTK是实时测量技术的简称，又称载波相位差分技术，这种技术的定位精度可以达到厘米级，在静态相对定位测量中可以进行多种高精度的控制测量，可以实时地知道定位精度和定位结果，对提高作业效率有很大的帮助。RTK主要由三部分组成：一台基准站、一台或多台移动站接收机、数据链。
1.RTK测量技术的工作原理
RTK测量技术的工作原理是在基准站上安置一台GPS接收机，然后利用GPS连续观测可见卫星，然后基准站通过数据链将测得数据和观测站坐标信息传输给流动站。流动站也装有GPS接收机，流动站不但通过GPS接收卫星信号，还通过无线电传输设备接收基准站的信息，然后在系统内组成差分观测值进行实时处理，这样移动站就可以得到更准确的测量数据，最后在移动站上根据相对定位原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度。
2.GPS（RTK）测量技术用于工程测量的优点
现代的RTK技术是GPS技术的一次革命，将RTK测量技术应用于工程测量中具有以下几方面的优点：
（1）测量时间短，一般情况下，在进行动态相对定位时，在五秒之内就可以测量并求得高精度的测点三维坐标。在进行静态相对定位时，每站的测量只需要二十分钟左右就够，这相比于人工测量来说，大大缩短了测量时间，提高的工作效率。
（2）测量结果精度高，RTK这种测量方法相比于其他测量方法来说，在测量精度方面有了很大的提升，在平面上来说，精度可达1cm+1ppm，在高程上来说，精度可达2cm+lppm。
（3）测量过程操作简便，可实现全天候作业。RTK测量技术的自动化程度高，基本上实现了智能化测量，减轻了测量过程中测量人员的工作量，测量人员只要设置天线，使得测点能够接受四颗卫星的GPS信号即可实现全天候作业，还不受天气状况的影响。
（4）测量的结果可提供三维坐标，测量的结果可以实时地显示出来，解决了三维实时动态放样和快速成图问题。
二、RTK在工程测量的作业流程
1.内业准备
在实施RTK外业测量前，应事先收集测区的小比例尺地形图，必要时进行野外踏勘，根据城市测量的特点完成内业的准备工作。主要包括以下几方面的内容：
(1)根据工程项目，没定工程名称；
(2)若已知坐标转换参数，则输人手簿(一般此参数未知)；
(3)若无坐标转换参数，应整理测区的已知控制点资料，控制点应尽可能均匀分布在测区周围，使得所测点均在已知点的包围之内，尽可能避免从一端向另一端无限制的外推。控制点所处的位置和周围的条件应符合GPS作业的要求；
(4)实施工程放样时，内业输人每个放样点的设计坐标，以便野外实时、准确放样。
2.求定测区转换参数(一般采用此种方法)
城市测繁是在地方独立坐标系上进行的，这就存在WGS一84坐标和地方独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。根据总体规划和工程需要，求定测厌转换参数可按如下步骤进行：首先在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点，获得各点的WGS一84坐标和地方坐标系下的坐标，利用同一点的两种坐标求出转换参数。注意，为提高转换参数的可靠性，最好选用4个以上的点进行观测和求解，这样可通过多种点的匹配方案，检验转换参数的正确性及精度。
3.基准站的选定原则
数据传输系统由基准站发射电台和流动站接收电台组成，它们是实时动态测量的关键设备。稳定可靠的数据链是动态初始化的前提。保持高质愤的数据传输，可以减少整周模糊度的解算时间，大大提高书作效率。所以基准站的安置是顺利实施RTK作业的关键之一，基准站安置应满足下列条件：
(1)基准站可设立在有精确坐标的已知点上。在未知点上(最好设在已知点上)；
(2)基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方，城市测量首选测区高大建筑物上；
(3)为防止数据链的丢失和多路径效应，基准站周围应无GPS信号反射物(大型停车场、大型建筑物、车辆拥挤的街区等)．200m范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源；
(4)考虑到南北极附近是卫醪的空洞医，电台的天线应架设在GPS接收机的北方。
4.RTK施测步骤
野外作业时，基准站安置在选定的控制点上，打开接收机输人点号、天线高、WGS一84的已知坐标；设置完毕检查接收的GPSI卫星数≥5颗。检查电台发射指示灯是否正常，基准站设置完成。流动站选择与基准站电台相匹配的电台频率，检查电台接收指示灯是否正常，检查接收卫星颗数)4颗，流动站可开始测量任务。先联测1个～2个已知控制点，评定测嚣精度，满足设计要求后开始测量任务。实时动态RTK数据处理相对筒单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。
三、RTK技术工程测量中的应用
1.控制测量
在工程的建设和管理中，工程控制网是基础，工程控制网的网型、精度要求与工程项目的性质和规模息息相关。
对于一些覆盖面积小的工程控制网，精度和点位的要求往往比较高，这个采用RTK定位的方法建立工程控制网，为了提高作业精度，可以采用一个基准站测量所有点位两次，然后比较测量后两次的差值，还可以用两个不同的基准站对所有的点位进行测量，然后再比较两个基准站所测结果的差值。
2.RTK技术在地质工程测量中的应用
在地质测量工程中，运用RTK技术测量是将基准站与流动站结合起来运行的。具体的测量流程是在基准站用GPS接收机接收观测站和测站的坐标数据，然后通過电磁信号的形式将坐标数据传输到流动站。流动站一方面接受本身GPS观测到的数据，另一方面也接受来自基准站的信息，然后在系统内把这两种数据组成差分观测值进行实时处理，并经过坐标转换等即可得到精确的坐标位置。RTK技术在地质工程中的应用运用定位原理，对自身GPS观测到的数据和基准站传来的坐标数据进行了整合，提高了测量的精确度，同时也缩短了测量时间，工作效率有很大提高。
3.RTK技术在地形碎部测量的应用
在城市的建筑物密集区，如果使用GPS测量会出现盲区，且GPS的初始化时间长，碎部测量的速度慢，这时就可以采用RTK增补图根导线点，配合全站仪测量碎部点的方法来快速完成测量。对于城市的空旷地区，RTK完成碎部测量的时间更短。RTK技术应用于地形碎部测量中可以快速完成野外作业，在进行技术测图时，一个人即可操作形成成果图，节约了成本，缩短了工期。
4.RTK技术在水利工程测量中的应用
（1）利用RTK进行加密控制点的测量
在水利工程测量中，由于工程大多数位于偏远地区，测量的工作量很大，常使用的控制测量方法为三角网测量和测距仪导线，这两种方法由于高等级控制点少等原因，测量的精度还会受到严重的限制。利用RTK进行水利工程加密控制点的测量操作非常简单，仅仅需要在测区15千米内找三个以上的高等级测量控制点即可，一天下来大约可以测量三十多个加密控制点，提高了水利工程测量的效率。
（2）利用RTK进行水下地形测量
在水利工程测量中，水下的地形复杂，作業条件恶劣，这时要想做好水下地形的测量，就必须具有准确的水下地形资料。采用三竿分度仪、六分仪或者全站仪配合测探仪这些传统的水下地形测量方法具有工作量大、精确度有限、测区范围小等缺点。使用RTK技术进行水下地形测量还需要一些其他辅助，在测量时，先将GPS、测深仪还有电脑连接在一起，然后利用导航软件引导测量船在被测的断面上行使，电脑上用海洋测量软件分析GPS和测深仪采集到的实时数据，最后再用成图软件生成水下地形图。RTK技术进行水下地形测量为国家地理信息系统的建立提供了很好的条件。
5.RTK技术在市政工程放样中的应用
在市政工程中，如果利用RTK技术进行测量，那么一个人即可完成对市政道路和中线的放样工作。用RTK技术对市政工程进行放样，可按桩号进行放样，也可按坐标进行放样，方法灵活多变。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，直到误差小于设定的为止。采用RTK技术进行放样，标定点位，是坐标的直接标定，不象常规放样那样，需要后视方向、用解析法标定，因而简捷易行。
四、应用RTK作业应注意的问题
1.GPS作业由于每个测点都是独立的观测量，缺乏相关联的检核手段。因此，在作业前后，在测区内找均匀分布的已知控制点进行检核，是目前较好的检核手段。
2.坐标转换方法，如控制联测法，单点法等所测量的点位精度不同，作业时应依据任务要求，测区大小使用不同的方法。
3.RTK采用VHF超高频无线电波做数据链，容易受到电信发射塔。无线电台。高压电以及地形起伏条件的影响、因此，基准站应尽可能远离干扰源，并位于地势高处，对天条件要好。
五、结束语
RTK实时动态测量技术是继GPS全球定位技术之后，测量领域又一次技术革命。RTK测量需要的测量人员少，作业时间短，工作效率高。并且RTK测量成果都是独立观测值，不会像常规测量造成误差积累。当然，RTK技术快速、灵活的作业方式有赖于足够的卫星数．稳健的数据链，较小的多路径效应等外界条件，在城市环境下更显得突出，有时会出现无法正常作业的情况，这就需要不断完善RTK技术，探讨先进作业方式。随着RTK技术的日趋成熟，必将更好地服务于工程测量。
参考文献：
[1]陶歆贵，GPS RTK技术在水利工程测量中的应用[J]，铜业工程，2007.
[2]李胜．地质工程测量中RTK的应用技术[J]．中国新技术新产品，2010.
[3]梁正军， GPS RTK技术及其在道路工程测量中的应用[J].科学之友2010.
关键词：GPS；RTK；工程测量；应用
Abstract: With the development of global positioning system (GPS) the rapid development of technology, RTK technology is increasingly mature, RTK measurement technology is gradually applied in surveying and mapping. GPS RTK technology is a new breakthrough in the development of GPS measurement technology, which contains a huge technical potential.
Key words: GPS; RTK; engineering measurement; application
中图分类号：[TU198+.2]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、GPS（RTK）测量技术概述
GPS是全球定位系统的简称，它是通过卫星导航来实现的实时定位。RTK是实时测量技术的简称，又称载波相位差分技术，这种技术的定位精度可以达到厘米级，在静态相对定位测量中可以进行多种高精度的控制测量，可以实时地知道定位精度和定位结果，对提高作业效率有很大的帮助。RTK主要由三部分组成：一台基准站、一台或多台移动站接收机、数据链。
1.RTK测量技术的工作原理
RTK测量技术的工作原理是在基准站上安置一台GPS接收机，然后利用GPS连续观测可见卫星，然后基准站通过数据链将测得数据和观测站坐标信息传输给流动站。流动站也装有GPS接收机，流动站不但通过GPS接收卫星信号，还通过无线电传输设备接收基准站的信息，然后在系统内组成差分观测值进行实时处理，这样移动站就可以得到更准确的测量数据，最后在移动站上根据相对定位原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度。
2.GPS（RTK）测量技术用于工程测量的优点
现代的RTK技术是GPS技术的一次革命，将RTK测量技术应用于工程测量中具有以下几方面的优点：
（1）测量时间短，一般情况下，在进行动态相对定位时，在五秒之内就可以测量并求得高精度的测点三维坐标。在进行静态相对定位时，每站的测量只需要二十分钟左右就够，这相比于人工测量来说，大大缩短了测量时间，提高的工作效率。
（2）测量结果精度高，RTK这种测量方法相比于其他测量方法来说，在测量精度方面有了很大的提升，在平面上来说，精度可达1cm+1ppm，在高程上来说，精度可达2cm+lppm。
（3）测量过程操作简便，可实现全天候作业。RTK测量技术的自动化程度高，基本上实现了智能化测量，减轻了测量过程中测量人员的工作量，测量人员只要设置天线，使得测点能够接受四颗卫星的GPS信号即可实现全天候作业，还不受天气状况的影响。
（4）测量的结果可提供三维坐标，测量的结果可以实时地显示出来，解决了三维实时动态放样和快速成图问题。
二、RTK在工程测量的作业流程
1.内业准备
在实施RTK外业测量前，应事先收集测区的小比例尺地形图，必要时进行野外踏勘，根据城市测量的特点完成内业的准备工作。主要包括以下几方面的内容：
(1)根据工程项目，没定工程名称；
(2)若已知坐标转换参数，则输人手簿(一般此参数未知)；
(3)若无坐标转换参数，应整理测区的已知控制点资料，控制点应尽可能均匀分布在测区周围，使得所测点均在已知点的包围之内，尽可能避免从一端向另一端无限制的外推。控制点所处的位置和周围的条件应符合GPS作业的要求；
(4)实施工程放样时，内业输人每个放样点的设计坐标，以便野外实时、准确放样。
2.求定测区转换参数(一般采用此种方法)
城市测繁是在地方独立坐标系上进行的，这就存在WGS一84坐标和地方独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。根据总体规划和工程需要，求定测厌转换参数可按如下步骤进行：首先在测区以GPS静态方式布设均匀分布的高等级GPS控制点，获得各点的WGS一84坐标和地方坐标系下的坐标，利用同一点的两种坐标求出转换参数。注意，为提高转换参数的可靠性，最好选用4个以上的点进行观测和求解，这样可通过多种点的匹配方案，检验转换参数的正确性及精度。
3.基准站的选定原则
数据传输系统由基准站发射电台和流动站接收电台组成，它们是实时动态测量的关键设备。稳定可靠的数据链是动态初始化的前提。保持高质愤的数据传输，可以减少整周模糊度的解算时间，大大提高书作效率。所以基准站的安置是顺利实施RTK作业的关键之一，基准站安置应满足下列条件：
(1)基准站可设立在有精确坐标的已知点上。在未知点上(最好设在已知点上)；
(2)基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方，城市测量首选测区高大建筑物上；
(3)为防止数据链的丢失和多路径效应，基准站周围应无GPS信号反射物(大型停车场、大型建筑物、车辆拥挤的街区等)．200m范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源；
(4)考虑到南北极附近是卫醪的空洞医，电台的天线应架设在GPS接收机的北方。
4.RTK施测步骤
野外作业时，基准站安置在选定的控制点上，打开接收机输人点号、天线高、WGS一84的已知坐标；设置完毕检查接收的GPSI卫星数≥5颗。检查电台发射指示灯是否正常，基准站设置完成。流动站选择与基准站电台相匹配的电台频率，检查电台接收指示灯是否正常，检查接收卫星颗数)4颗，流动站可开始测量任务。先联测1个～2个已知控制点，评定测嚣精度，满足设计要求后开始测量任务。实时动态RTK数据处理相对筒单，外业测量采集的实测坐标通过手簿的数据传输系统，直接下载到计算机内。经整理、分类、判断形成文件后直接打印出来。
三、RTK技术工程测量中的应用
1.控制测量
在工程的建设和管理中，工程控制网是基础，工程控制网的网型、精度要求与工程项目的性质和规模息息相关。
对于一些覆盖面积小的工程控制网，精度和点位的要求往往比较高，这个采用RTK定位的方法建立工程控制网，为了提高作业精度，可以采用一个基准站测量所有点位两次，然后比较测量后两次的差值，还可以用两个不同的基准站对所有的点位进行测量，然后再比较两个基准站所测结果的差值。
2.RTK技术在地质工程测量中的应用
在地质测量工程中，运用RTK技术测量是将基准站与流动站结合起来运行的。具体的测量流程是在基准站用GPS接收机接收观测站和测站的坐标数据，然后通過电磁信号的形式将坐标数据传输到流动站。流动站一方面接受本身GPS观测到的数据，另一方面也接受来自基准站的信息，然后在系统内把这两种数据组成差分观测值进行实时处理，并经过坐标转换等即可得到精确的坐标位置。RTK技术在地质工程中的应用运用定位原理，对自身GPS观测到的数据和基准站传来的坐标数据进行了整合，提高了测量的精确度，同时也缩短了测量时间，工作效率有很大提高。
3.RTK技术在地形碎部测量的应用
在城市的建筑物密集区，如果使用GPS测量会出现盲区，且GPS的初始化时间长，碎部测量的速度慢，这时就可以采用RTK增补图根导线点，配合全站仪测量碎部点的方法来快速完成测量。对于城市的空旷地区，RTK完成碎部测量的时间更短。RTK技术应用于地形碎部测量中可以快速完成野外作业，在进行技术测图时，一个人即可操作形成成果图，节约了成本，缩短了工期。
4.RTK技术在水利工程测量中的应用
（1）利用RTK进行加密控制点的测量
在水利工程测量中，由于工程大多数位于偏远地区，测量的工作量很大，常使用的控制测量方法为三角网测量和测距仪导线，这两种方法由于高等级控制点少等原因，测量的精度还会受到严重的限制。利用RTK进行水利工程加密控制点的测量操作非常简单，仅仅需要在测区15千米内找三个以上的高等级测量控制点即可，一天下来大约可以测量三十多个加密控制点，提高了水利工程测量的效率。
（2）利用RTK进行水下地形测量
在水利工程测量中，水下的地形复杂，作業条件恶劣，这时要想做好水下地形的测量，就必须具有准确的水下地形资料。采用三竿分度仪、六分仪或者全站仪配合测探仪这些传统的水下地形测量方法具有工作量大、精确度有限、测区范围小等缺点。使用RTK技术进行水下地形测量还需要一些其他辅助，在测量时，先将GPS、测深仪还有电脑连接在一起，然后利用导航软件引导测量船在被测的断面上行使，电脑上用海洋测量软件分析GPS和测深仪采集到的实时数据，最后再用成图软件生成水下地形图。RTK技术进行水下地形测量为国家地理信息系统的建立提供了很好的条件。
5.RTK技术在市政工程放样中的应用
在市政工程中，如果利用RTK技术进行测量，那么一个人即可完成对市政道路和中线的放样工作。用RTK技术对市政工程进行放样，可按桩号进行放样，也可按坐标进行放样，方法灵活多变。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，直到误差小于设定的为止。采用RTK技术进行放样，标定点位，是坐标的直接标定，不象常规放样那样，需要后视方向、用解析法标定，因而简捷易行。
四、应用RTK作业应注意的问题
1.GPS作业由于每个测点都是独立的观测量，缺乏相关联的检核手段。因此，在作业前后，在测区内找均匀分布的已知控制点进行检核，是目前较好的检核手段。
2.坐标转换方法，如控制联测法，单点法等所测量的点位精度不同，作业时应依据任务要求，测区大小使用不同的方法。
3.RTK采用VHF超高频无线电波做数据链，容易受到电信发射塔。无线电台。高压电以及地形起伏条件的影响、因此，基准站应尽可能远离干扰源，并位于地势高处，对天条件要好。
五、结束语
RTK实时动态测量技术是继GPS全球定位技术之后，测量领域又一次技术革命。RTK测量需要的测量人员少，作业时间短，工作效率高。并且RTK测量成果都是独立观测值，不会像常规测量造成误差积累。当然，RTK技术快速、灵活的作业方式有赖于足够的卫星数．稳健的数据链，较小的多路径效应等外界条件，在城市环境下更显得突出，有时会出现无法正常作业的情况，这就需要不断完善RTK技术，探讨先进作业方式。随着RTK技术的日趋成熟，必将更好地服务于工程测量。
参考文献：
[1]陶歆贵，GPS RTK技术在水利工程测量中的应用[J]，铜业工程，2007.
[2]李胜．地质工程测量中RTK的应用技术[J]．中国新技术新产品，2010.
[3]梁正军， GPS RTK技术及其在道路工程测量中的应用[J].科学之友2010.