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摘要：在地形测量中,有很多种测量工具,也有很多成熟的测量技术。GPS PTK技术,在地形测量中都占据着非常重要的地位。其在很多领域中,也有着广泛的应用。本文主要对GPS、RTK技术在地形测量中的应用进行了分析。
关键词：GPS；RTK；地形测量
中图分类号：P258 文献标识码：A
引言
GPS RTK(GlobalPositioningSystem RealTieKinematic)，是现代地形测量中最常用到的一门技术，主要通过参考站对卫星导航系统进行监测，并将采集到的地形数据传输给流动站，流动站通过收集基准站及自身数据进行分析处理，从而实现实时定位的功能。在地形测量中，结合 GPS RTK 测量技术的功能特点，能够进行地形数据的采集、地形图的测绘等工作，最终得到精确的海拔、坐标或山区地形等数据，同时也能够帮助提高作业人员的工作效率和质量。
一、RTK 的作业模式
1、电台模式
通过架设 UHF 无线电台， 把基准站的差分信号数据传输到流动站，获取流动站的三维坐标。操作简单，初始化速度较快，但在山区、丘陵地带信号受影响较大，覆盖范围小。
2、网络模式
使用 GSM、GPRS、CDMA 等网络替代电台传输基准站差分信号，并连同基准站的同步观测数据，实时地解算流动站的三维坐标。 基准站传送数据的范围大，但有些区域存在盲区，网络流量会产生一定的费用。
3、CORS 模式
CORS 连续运行参考站系统， 工作原理与常规 RTK 模式有所不同。 它的固定参考站不向流动站发射改正信息，而是将原始数据发送给控制中心， 控制中心根据流动站的位置自动选择一组固定基准站，整体改正后将高精度的差分数据发给流动站。 CORS 模式的作业距离不受限制，无需架设基准站，不需点校正，由于缺乏气象实时数据，利用标准大气对流层模型，对改正数的精度会有所影响。
二、GPS RTK 在地形测量中的主要優点
1、实时显示仪器(天线)当前的位置
只要仪器各种数据设定正确，并正常运行时，就可以实时显示仪器所处的地理位置，工作人员可按照所显示的地理位置判断出要设置的物理点所在的方向、距离等具体事项，从而便于指导作业，大大提高了野外测量工作的效率。
2、定位精度高
只要位于仪器 15km 的工作范围内测量，精确可以到厘米级（仪器标称精度一般为 10mm+2ppm,根据这样计算,在距参考站 15km 处相对于参考站的精度为 40mm)，这样的精确度可以直接采集碎部点。
3、操作方便，容易使用
随着 GPS 接收机不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作的工作紧张程度和劳动强度，数据输入、存储、处理、转换和输出能力，能方便快捷地与计算机、其他测量仪器通信。使野外工作变得轻松愉快。
4、事先输入测量点坐标,采用导航方式引导放样
根据测线设计方案， 将需要放样的物理点导入到 GPS 动态测量流动站仪器当中,然后通过仪器的导航方法引导，便于迅速找到放样地点,根据仪器的显示数据得知放样地点的具体方向、距离、时间等有效信息,甚至还能知道当前的前进方位和速度。 这种方式能够提高实地放样的效率，杜绝出现有些点的漏测现象，确保了测线的全面性。
5、作业效率高
在较为平坦的地势情况下， 高质量的 RTK 设站一次就可以一次测量完 4km 半径的测区， 极大减少了常规测量所需的控制点数量和测量仪器搬站的次数，仅需要一人操作，在电磁波环境下几秒钟就可以测量出一点坐标，比如对于地形测量来说，每小组每天正常工作的情况下，一天可以 0.8－1.5km 的地形图测绘，其精度和效率与常规测量是无法比较的，运作速度快，劳动强度低，节约了野外费用，提高了工作效率。
6、降低了作业条件要求
RTK 技术不需要满足两点间光学通视，只要满足“电磁波通视”即可，与常规测量相比，RTK 技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。 常规测量系统常常受到地形复杂、障碍物较多的影响，只要满足 RTK 的基本工作条件，它就能进行快速、高精度的定位作业。
7、可全天候作业
目前 GPS 观测可在一天 24 小时内的任何时间进行，不受一般天气状况的影响，因此，卫星导航定位技术的发展是对经典测量技术的一次重大突破。 一方面，它使经典的测量理论与方法产生了深刻的变革；另一方面，也进一步加强了测绘学科和其他学科之间的相互渗透，从而促进了测绘科学技术的现代化发展。
三、GPS RTK 技术在地形测量中的应用
1、在控制测量中的应用
由参考站接收机、流动站接收机及电台构成的 RTK 在作业时，需要将参考站坐标、高程及转换参数等数据输入 GPS 控制手簿，并在待测点上设置流动站接收机。在保证流动站与参考站要实时跟踪卫星（4 颗或者以上）的基础上，参考站通过电台，将接收到的卫星信号发送给流动站，由流动站负责将数据信息传输到 GPS 控制手簿上进行分析处理，并获得检测点的实时坐标和高程。
2、在数字测图中的应用
与以往的数字测图模式不同的是，通过利用基准站和移动的GPS 接收机进行测图的碎部测量模式，能够在数据采集功能下进行碎部点位和地形点位的测量，并根据人为设定的时间或距离，或是根据现场的实际地形情况，测量管道中心线、匀速运动等。利用 RTK技术，能够实现快速定位，同时还能够得到实时的坐标结果。在野外碎部数据的采集过程中，通过流动站测量并校正定点，为 RTK 接收机提供被测点位的实时三维坐标地形点，同时为了内业修图和检查编码的需要，需要现场作业人员输入现场被测点位的特征编码并绘制草图，将所得的数据信息通过格式转换保存到硬盘中，通常包括点号、东坐标、北坐标、高程等几点内容。并采用 CASS 软件生成数字化地形图。
采集地形点作业较为轻松，只需要单人完成即可。为了促使RTK 采集数据速度加快，尽可能控制在 2s 以内，且为了 RTK 技术能够得到充分发挥，可以将其设置在相对空旷、无大型遮挡物的地方，从而提高其定位的精确度。
3、数字化成图
数字化成图，主要任务是生成和修整等高线、绘制清晰完整的地形草图。要实现数字化成图，一开始，应该根据外业采集到的数据及相关的草图记录，通过人机交互编辑的形式，将图形比例尺修改为所需的比例尺，并输入数据文件名，最终实现连线成图。在此过程中，还应该特别注意独立地物的单独编辑。在生成和修整等高线时，主要能够通过以下两种方法进行勾绘。
（1）利用数字化成图软件的自动生成功能，根据已知测点进行勾绘。但这种方法主要适用于貌简单、遮挡物不多的山区，对于较为复杂的山区，则可能存在失真或错误现象。
（2）利用人工绘制的方法，根据采集到的已知测点数据进行勾绘等高线。这种方法适用于任何山区地形，但操作难度大，工作繁琐。在目前的地形测量中，多是先采用数字化成图软件进行绘制，再通过人工修整的方式，最终实现连线成图。
此外，通过科学合理利用 RTK 测量技术建立的图根控制点，在电子手簿的配合下，能够减少采集碎部点数据的繁琐环节，从而促使作业不受地形限制，减少为仪器设站而造成的误差，保证数据精确度和作业的便捷性，提高工作人员的效率和质量。
结束语
GPS PTK技术在地形测量中有着太多的应用,但我们常使用的就是在道路建设中与矿产、水下地形、城镇地籍中,在未来,也许GPS PTK技术还会有更广泛的应用,需要我们不断的研究与探讨。GPS PTK技术在测量中具有无可替代的优势,但是并不是所有的测量都适用,在不同的测量中应该选择合适的测量方法。
参考文献
[1]孙晋生，孙中行，代丽霞.GPS RTK 技术在地形测量中的应用[J].吉林地质，2011.
[2]邢子丰,邢苒苒.GPS-RTK 在地形测量中的应用[J].内蒙古水利,2012.
[3]朱金海,丛枝鲜,马俊海.GPSRTK在城镇地籍调查中应用[J].交通科技与经济,2009.
关键词：GPS；RTK；地形测量
中图分类号：P258 文献标识码：A
引言
GPS RTK(GlobalPositioningSystem RealTieKinematic)，是现代地形测量中最常用到的一门技术，主要通过参考站对卫星导航系统进行监测，并将采集到的地形数据传输给流动站，流动站通过收集基准站及自身数据进行分析处理，从而实现实时定位的功能。在地形测量中，结合 GPS RTK 测量技术的功能特点，能够进行地形数据的采集、地形图的测绘等工作，最终得到精确的海拔、坐标或山区地形等数据，同时也能够帮助提高作业人员的工作效率和质量。
一、RTK 的作业模式
1、电台模式
通过架设 UHF 无线电台， 把基准站的差分信号数据传输到流动站，获取流动站的三维坐标。操作简单，初始化速度较快，但在山区、丘陵地带信号受影响较大，覆盖范围小。
2、网络模式
使用 GSM、GPRS、CDMA 等网络替代电台传输基准站差分信号，并连同基准站的同步观测数据，实时地解算流动站的三维坐标。 基准站传送数据的范围大，但有些区域存在盲区，网络流量会产生一定的费用。
3、CORS 模式
CORS 连续运行参考站系统， 工作原理与常规 RTK 模式有所不同。 它的固定参考站不向流动站发射改正信息，而是将原始数据发送给控制中心， 控制中心根据流动站的位置自动选择一组固定基准站，整体改正后将高精度的差分数据发给流动站。 CORS 模式的作业距离不受限制，无需架设基准站，不需点校正，由于缺乏气象实时数据，利用标准大气对流层模型，对改正数的精度会有所影响。
二、GPS RTK 在地形测量中的主要優点
1、实时显示仪器(天线)当前的位置
只要仪器各种数据设定正确，并正常运行时，就可以实时显示仪器所处的地理位置，工作人员可按照所显示的地理位置判断出要设置的物理点所在的方向、距离等具体事项，从而便于指导作业，大大提高了野外测量工作的效率。
2、定位精度高
只要位于仪器 15km 的工作范围内测量，精确可以到厘米级（仪器标称精度一般为 10mm+2ppm,根据这样计算,在距参考站 15km 处相对于参考站的精度为 40mm)，这样的精确度可以直接采集碎部点。
3、操作方便，容易使用
随着 GPS 接收机不断改进,自动化程度越来越高,有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作的工作紧张程度和劳动强度，数据输入、存储、处理、转换和输出能力，能方便快捷地与计算机、其他测量仪器通信。使野外工作变得轻松愉快。
4、事先输入测量点坐标,采用导航方式引导放样
根据测线设计方案， 将需要放样的物理点导入到 GPS 动态测量流动站仪器当中,然后通过仪器的导航方法引导，便于迅速找到放样地点,根据仪器的显示数据得知放样地点的具体方向、距离、时间等有效信息,甚至还能知道当前的前进方位和速度。 这种方式能够提高实地放样的效率，杜绝出现有些点的漏测现象，确保了测线的全面性。
5、作业效率高
在较为平坦的地势情况下， 高质量的 RTK 设站一次就可以一次测量完 4km 半径的测区， 极大减少了常规测量所需的控制点数量和测量仪器搬站的次数，仅需要一人操作，在电磁波环境下几秒钟就可以测量出一点坐标，比如对于地形测量来说，每小组每天正常工作的情况下，一天可以 0.8－1.5km 的地形图测绘，其精度和效率与常规测量是无法比较的，运作速度快，劳动强度低，节约了野外费用，提高了工作效率。
6、降低了作业条件要求
RTK 技术不需要满足两点间光学通视，只要满足“电磁波通视”即可，与常规测量相比，RTK 技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。 常规测量系统常常受到地形复杂、障碍物较多的影响，只要满足 RTK 的基本工作条件，它就能进行快速、高精度的定位作业。
7、可全天候作业
目前 GPS 观测可在一天 24 小时内的任何时间进行，不受一般天气状况的影响，因此，卫星导航定位技术的发展是对经典测量技术的一次重大突破。 一方面，它使经典的测量理论与方法产生了深刻的变革；另一方面，也进一步加强了测绘学科和其他学科之间的相互渗透，从而促进了测绘科学技术的现代化发展。
三、GPS RTK 技术在地形测量中的应用
1、在控制测量中的应用
由参考站接收机、流动站接收机及电台构成的 RTK 在作业时，需要将参考站坐标、高程及转换参数等数据输入 GPS 控制手簿，并在待测点上设置流动站接收机。在保证流动站与参考站要实时跟踪卫星（4 颗或者以上）的基础上，参考站通过电台，将接收到的卫星信号发送给流动站，由流动站负责将数据信息传输到 GPS 控制手簿上进行分析处理，并获得检测点的实时坐标和高程。
2、在数字测图中的应用
与以往的数字测图模式不同的是，通过利用基准站和移动的GPS 接收机进行测图的碎部测量模式，能够在数据采集功能下进行碎部点位和地形点位的测量，并根据人为设定的时间或距离，或是根据现场的实际地形情况，测量管道中心线、匀速运动等。利用 RTK技术，能够实现快速定位，同时还能够得到实时的坐标结果。在野外碎部数据的采集过程中，通过流动站测量并校正定点，为 RTK 接收机提供被测点位的实时三维坐标地形点，同时为了内业修图和检查编码的需要，需要现场作业人员输入现场被测点位的特征编码并绘制草图，将所得的数据信息通过格式转换保存到硬盘中，通常包括点号、东坐标、北坐标、高程等几点内容。并采用 CASS 软件生成数字化地形图。
采集地形点作业较为轻松，只需要单人完成即可。为了促使RTK 采集数据速度加快，尽可能控制在 2s 以内，且为了 RTK 技术能够得到充分发挥，可以将其设置在相对空旷、无大型遮挡物的地方，从而提高其定位的精确度。
3、数字化成图
数字化成图，主要任务是生成和修整等高线、绘制清晰完整的地形草图。要实现数字化成图，一开始，应该根据外业采集到的数据及相关的草图记录，通过人机交互编辑的形式，将图形比例尺修改为所需的比例尺，并输入数据文件名，最终实现连线成图。在此过程中，还应该特别注意独立地物的单独编辑。在生成和修整等高线时，主要能够通过以下两种方法进行勾绘。
（1）利用数字化成图软件的自动生成功能，根据已知测点进行勾绘。但这种方法主要适用于貌简单、遮挡物不多的山区，对于较为复杂的山区，则可能存在失真或错误现象。
（2）利用人工绘制的方法，根据采集到的已知测点数据进行勾绘等高线。这种方法适用于任何山区地形，但操作难度大，工作繁琐。在目前的地形测量中，多是先采用数字化成图软件进行绘制，再通过人工修整的方式，最终实现连线成图。
此外，通过科学合理利用 RTK 测量技术建立的图根控制点，在电子手簿的配合下，能够减少采集碎部点数据的繁琐环节，从而促使作业不受地形限制，减少为仪器设站而造成的误差，保证数据精确度和作业的便捷性，提高工作人员的效率和质量。
结束语
GPS PTK技术在地形测量中有着太多的应用,但我们常使用的就是在道路建设中与矿产、水下地形、城镇地籍中,在未来,也许GPS PTK技术还会有更广泛的应用,需要我们不断的研究与探讨。GPS PTK技术在测量中具有无可替代的优势,但是并不是所有的测量都适用,在不同的测量中应该选择合适的测量方法。
参考文献
[1]孙晋生，孙中行，代丽霞.GPS RTK 技术在地形测量中的应用[J].吉林地质，2011.
[2]邢子丰,邢苒苒.GPS-RTK 在地形测量中的应用[J].内蒙古水利,2012.
[3]朱金海,丛枝鲜,马俊海.GPSRTK在城镇地籍调查中应用[J].交通科技与经济,2009.