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摘要：GPS-RTK 系统是通过在基准站上安装 GPS 接收机来对数据进行连续的收集， 进而使用卫星对其收集到的数据进行观测与分析， 最后通过流动站对收到的信息进行处理与翻译的技术系统。
关键词：GPS-RTK；工程规划放样；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
一、GPS-RTK技术介绍
1、定义
GPS-RTK技术是一种较为先进的定位技术。它主要通过对载波数位的实时监测来得到其观察值的变化情况，从而实現动态精确定位的一种技术。
2、系统组成
2.1基准站
所有信息采集的基本参照物，是其后对整个所采集数据进行进一步加工、处理和传输的基本参考标准。该部分主要由GPS天线、GPS接收机、UHF天线、数据发送电台、电源等部分组成。
2.2流动站
承担着整个系统的数据发送与接收的任务。该部分主要由GPS接收机、数据发送电台、电源、掌上电脑、对中杆等组成。通过不断动态调整的流动位置，来全方位的采集信息。
2.3软件包
在该技术系统中主要承担着运输数据的任务。它是通过对数据进行加密传输，在目的地对其进行解密并且翻译为使用者能够读懂的数据，来实现数据的运送。该部分支持实时动态分析，并且具有完善的软件操作系统和准确的工程测量应用系统。
3、基本工作原理
该系统主要是通过在基准站上安装GPS接收机来对数据进行连续不间断的收集，进而使用卫星对其收集到的数据进行观测与分析，通过无线电传输设备对其收集到的数据包进行安全的传输，并在规定的时间内将其送达流动站，然后流动站对收到的信息进行及时的包装、筛检与处理，并将其翻译为人类能够阅读的语言加以呈现。
二、GPS-RTK在工程规划放样中的具体应用
1、获取放样数据设置观测基站
首先，应该获得所有待放样点的三维坐标。因为，现在建筑设计已经全部采用CAD绘图，故所有待放样点的平面直角坐标均可以在CAD设计图上准确获取，所有待放样点的高程在建筑设计图上均有明确的标注，因此获得所有待放样点的三维坐标是一件轻而易举的事情。其次，是获得几个控制点的三维坐标，控制点的三维坐标可以从城市规划管理部门获得。在获得了三维坐标的几个控制点中优选一个控制点作为GPS-RTK基准站。其余控制点作为RTK校验点。
GPS-RTK基准站应设置在已知控制点上，要求控制点应设置在地势较高、视野开阔的位置，并要求控制点的周围不得有高度角超过10°的障碍物，在控制点附近100m范围内不能有强电磁干扰(无线电台、高压线、微波站、自动气象站等)，且不能有导致多路径效应的GPS信号反射体(比如大面积水域、高大建筑物等)。
2、配置仪器
(1)基准站的设置基准站选项设置过程如下：
①设置广播格式。在CMR、CMR+、RTCM中选择CMR+，这是Trimble独有的数据格式，数据传输更远。②加载索引号。测站索引号设为33。主要是为在同一个测区内有多个基准站时以免互相干扰，如果要使用Trimble同频多基站技术则必须在每个基准站加载索引号。③设置高度截止角。用于屏蔽低仰角卫星信号，对于基准站一般设置为5°00′700″。④选择天线类型。Trimble5700GPS的天线类型为ZephyrGeodetic。⑤选定天线高测量方式，以便正确改正到相位中心。Trimble5700GPS天线相位中心为天线凹槽底部(Bottomofnotch)。⑥输入基准站天线高。⑦接收机接受后退出。
基准站无线电设置主要是对基准站电台的参数、数据传输率、接收机端口等进行设置。设置过程如下：①设置电台类型为Trimmark3／SiteNet450。②设置控制器端口为COMl。③设置接收机端口为端口3。④设置波特率为38400。⑤设置奇偶校验为无。⑥在控制器与主机连接时直接查看电台内部设置，然后进行“连接”，对电台内部参数进行设置，设置包括电台发射频率、基准站无线电模式等。⑦接受后退出。
(2)流动站的设置
流动站选项设置过程如下：①设置广播格式。在CMR、cMR+、RTCM中选择CMR+，这是Trimble独有的数据格式，数据传输更远。②加载索引号。测站索引号设为331。如果使用了Trimble同频多基站技术则必须在每个基准站加载索引号，而且流动站对基准站要进行测站索引，这主要是为在同一个测区内有多个基准站时以免互相干扰。③卫星差分模式设置为关。设置高度截止角，对于流动站设置为13°00′00″。④将PDOP限制设置为6.0。⑤选择天线类型为ZephyrGeodetic。⑥将“测量到”选择为Bottomofantennamount(天线座底部)。⑦输入流动站天线高度。⑧接收机接受后退出。流动站无线电设置过程如下。①Trimble5700GPS流动站都是内置电台，所以无线电电台类型设置为TrimbleInternal。②当控制器与主机连接后，通过“连接”功能查看电台内部参数，并根据需要进行选择，设置包括电台频率、基准站无线电模式等。
3、放样
(1)启动基准站
将基准站架设在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上，正确连接好各仪器电缆，打开各仪器，对基准站进行前叙内容的配置，完毕后，在“测量”主菜单中选择“启动基准站接收机”，输入基准站的坐标信息，输入完毕后，就可以启动基准站“开始”进行测量了。当基准站启动完成后，控制手簿显示屏上会提示“切断接收机和控制器的连接”。
(2)建立新任务、定义坐标系统
定义要使用的作业名称，所有的键入信息和观测数据都保存在该项作业中。可以以多种方式定义坐标系统，建筑施工放样时应选择无投影/无基准，坐标显示方式选择“Grid”(网格)，水准面模型选择“否”。因为我们在首次进入一个区域进行测量放样之前，通常需要通过点校正方式来求得坐标转换参数。
(3)点校正
①转换参数已知情况下的点校正。如果已知放样坐标所属的坐标系统与WGS一84坐标系统的转换七参数，则可以在测量控制器中直接输入，建立坐标转换关系。如果工作是在国家大地坐标系统下进行，而且知道椭球参数和投影方式以及基准点坐标，则可以直接定义坐标系统。为了确保放样精度、避免投影变形过大、提高放样的可靠性，在RTK测量中最好通过1～2个已知控制点进行点校正。
②转换参数未知情况下的点校正。如果在局域坐标系统或任何坐标系统中进行测量和放样，可直接采用点校正方式建立坐标转换方式，平面测量和放样至少进行3个已知点的点校正，如果进行高程测量(高程拟合)则至少要有4个已知水准点参与点校正。
(4)流动站测量放样
用手簿控制器引导接收机开始测量后，首先，仪器进行初始化(也就是进行整周模糊度的固定)，初始化过程大约需lmin左右。初始化完成后，控制器会提示“初始化完成”，此时就可以进行RTK测量放样了，在控制器状态框中会显示测量的水平精度和垂直精度。
在进行放样之前，根据需要“键入”放样的点、直线、曲线、DTM、道路等各项放样数据。在初始化工作完成后，在主菜单上选择“测量”图标打开，测量方式选择“RTK”，再选择“放样”选项，即可进行放样测量作业。
放样作业时，手簿控制器上会显示箭头及目前位置到放样点的方位和水平距离观测值，只需根据箭头的指示放样。当流动站到放样点距离小于设定值时，手簿上显示同心圆和十字丝分别表示放样点位置和天线中心位置)。当流动站天线整平、十字丝与同心圆圆心重合时，可以按“测量”键对该放样点进行实测，并保存观测值。
结束语
应用 RTK 技术,使得工程放样的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合。 随着数据传输能力的增强,数据的稳健性,抗干扰性水平和软件水平的提高,传输距离的增加,RTK 技术将在和工程放样及其他领域得到更广阔的应用。 GPS-RTK 技术己经在测量界产生了重大变革,带来了空前的高效率。
参考文献
[1]邵自修.工程测量[M].北京:冶金工业出版社,2011.
[2]王金山,周园.测量学基础[M].北京:教育科学出版社,2011.
关键词：GPS-RTK；工程规划放样；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
一、GPS-RTK技术介绍
1、定义
GPS-RTK技术是一种较为先进的定位技术。它主要通过对载波数位的实时监测来得到其观察值的变化情况，从而实現动态精确定位的一种技术。
2、系统组成
2.1基准站
所有信息采集的基本参照物，是其后对整个所采集数据进行进一步加工、处理和传输的基本参考标准。该部分主要由GPS天线、GPS接收机、UHF天线、数据发送电台、电源等部分组成。
2.2流动站
承担着整个系统的数据发送与接收的任务。该部分主要由GPS接收机、数据发送电台、电源、掌上电脑、对中杆等组成。通过不断动态调整的流动位置，来全方位的采集信息。
2.3软件包
在该技术系统中主要承担着运输数据的任务。它是通过对数据进行加密传输，在目的地对其进行解密并且翻译为使用者能够读懂的数据，来实现数据的运送。该部分支持实时动态分析，并且具有完善的软件操作系统和准确的工程测量应用系统。
3、基本工作原理
该系统主要是通过在基准站上安装GPS接收机来对数据进行连续不间断的收集，进而使用卫星对其收集到的数据进行观测与分析，通过无线电传输设备对其收集到的数据包进行安全的传输，并在规定的时间内将其送达流动站，然后流动站对收到的信息进行及时的包装、筛检与处理，并将其翻译为人类能够阅读的语言加以呈现。
二、GPS-RTK在工程规划放样中的具体应用
1、获取放样数据设置观测基站
首先，应该获得所有待放样点的三维坐标。因为，现在建筑设计已经全部采用CAD绘图，故所有待放样点的平面直角坐标均可以在CAD设计图上准确获取，所有待放样点的高程在建筑设计图上均有明确的标注，因此获得所有待放样点的三维坐标是一件轻而易举的事情。其次，是获得几个控制点的三维坐标，控制点的三维坐标可以从城市规划管理部门获得。在获得了三维坐标的几个控制点中优选一个控制点作为GPS-RTK基准站。其余控制点作为RTK校验点。
GPS-RTK基准站应设置在已知控制点上，要求控制点应设置在地势较高、视野开阔的位置，并要求控制点的周围不得有高度角超过10°的障碍物，在控制点附近100m范围内不能有强电磁干扰(无线电台、高压线、微波站、自动气象站等)，且不能有导致多路径效应的GPS信号反射体(比如大面积水域、高大建筑物等)。
2、配置仪器
(1)基准站的设置基准站选项设置过程如下：
①设置广播格式。在CMR、CMR+、RTCM中选择CMR+，这是Trimble独有的数据格式，数据传输更远。②加载索引号。测站索引号设为33。主要是为在同一个测区内有多个基准站时以免互相干扰，如果要使用Trimble同频多基站技术则必须在每个基准站加载索引号。③设置高度截止角。用于屏蔽低仰角卫星信号，对于基准站一般设置为5°00′700″。④选择天线类型。Trimble5700GPS的天线类型为ZephyrGeodetic。⑤选定天线高测量方式，以便正确改正到相位中心。Trimble5700GPS天线相位中心为天线凹槽底部(Bottomofnotch)。⑥输入基准站天线高。⑦接收机接受后退出。
基准站无线电设置主要是对基准站电台的参数、数据传输率、接收机端口等进行设置。设置过程如下：①设置电台类型为Trimmark3／SiteNet450。②设置控制器端口为COMl。③设置接收机端口为端口3。④设置波特率为38400。⑤设置奇偶校验为无。⑥在控制器与主机连接时直接查看电台内部设置，然后进行“连接”，对电台内部参数进行设置，设置包括电台发射频率、基准站无线电模式等。⑦接受后退出。
(2)流动站的设置
流动站选项设置过程如下：①设置广播格式。在CMR、cMR+、RTCM中选择CMR+，这是Trimble独有的数据格式，数据传输更远。②加载索引号。测站索引号设为331。如果使用了Trimble同频多基站技术则必须在每个基准站加载索引号，而且流动站对基准站要进行测站索引，这主要是为在同一个测区内有多个基准站时以免互相干扰。③卫星差分模式设置为关。设置高度截止角，对于流动站设置为13°00′00″。④将PDOP限制设置为6.0。⑤选择天线类型为ZephyrGeodetic。⑥将“测量到”选择为Bottomofantennamount(天线座底部)。⑦输入流动站天线高度。⑧接收机接受后退出。流动站无线电设置过程如下。①Trimble5700GPS流动站都是内置电台，所以无线电电台类型设置为TrimbleInternal。②当控制器与主机连接后，通过“连接”功能查看电台内部参数，并根据需要进行选择，设置包括电台频率、基准站无线电模式等。
3、放样
(1)启动基准站
将基准站架设在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上，正确连接好各仪器电缆，打开各仪器，对基准站进行前叙内容的配置，完毕后，在“测量”主菜单中选择“启动基准站接收机”，输入基准站的坐标信息，输入完毕后，就可以启动基准站“开始”进行测量了。当基准站启动完成后，控制手簿显示屏上会提示“切断接收机和控制器的连接”。
(2)建立新任务、定义坐标系统
定义要使用的作业名称，所有的键入信息和观测数据都保存在该项作业中。可以以多种方式定义坐标系统，建筑施工放样时应选择无投影/无基准，坐标显示方式选择“Grid”(网格)，水准面模型选择“否”。因为我们在首次进入一个区域进行测量放样之前，通常需要通过点校正方式来求得坐标转换参数。
(3)点校正
①转换参数已知情况下的点校正。如果已知放样坐标所属的坐标系统与WGS一84坐标系统的转换七参数，则可以在测量控制器中直接输入，建立坐标转换关系。如果工作是在国家大地坐标系统下进行，而且知道椭球参数和投影方式以及基准点坐标，则可以直接定义坐标系统。为了确保放样精度、避免投影变形过大、提高放样的可靠性，在RTK测量中最好通过1～2个已知控制点进行点校正。
②转换参数未知情况下的点校正。如果在局域坐标系统或任何坐标系统中进行测量和放样，可直接采用点校正方式建立坐标转换方式，平面测量和放样至少进行3个已知点的点校正，如果进行高程测量(高程拟合)则至少要有4个已知水准点参与点校正。
(4)流动站测量放样
用手簿控制器引导接收机开始测量后，首先，仪器进行初始化(也就是进行整周模糊度的固定)，初始化过程大约需lmin左右。初始化完成后，控制器会提示“初始化完成”，此时就可以进行RTK测量放样了，在控制器状态框中会显示测量的水平精度和垂直精度。
在进行放样之前，根据需要“键入”放样的点、直线、曲线、DTM、道路等各项放样数据。在初始化工作完成后，在主菜单上选择“测量”图标打开，测量方式选择“RTK”，再选择“放样”选项，即可进行放样测量作业。
放样作业时，手簿控制器上会显示箭头及目前位置到放样点的方位和水平距离观测值，只需根据箭头的指示放样。当流动站到放样点距离小于设定值时，手簿上显示同心圆和十字丝分别表示放样点位置和天线中心位置)。当流动站天线整平、十字丝与同心圆圆心重合时，可以按“测量”键对该放样点进行实测，并保存观测值。
结束语
应用 RTK 技术,使得工程放样的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合。 随着数据传输能力的增强,数据的稳健性,抗干扰性水平和软件水平的提高,传输距离的增加,RTK 技术将在和工程放样及其他领域得到更广阔的应用。 GPS-RTK 技术己经在测量界产生了重大变革,带来了空前的高效率。
参考文献
[1]邵自修.工程测量[M].北京:冶金工业出版社,2011.
[2]王金山,周园.测量学基础[M].北京:教育科学出版社,2011.