簡鑫恒

摘 要：目前，我國的RTK技術(shù)日益成熟，其在測(cè)量工程中得到了廣泛應(yīng)用。GPS-RTK技術(shù)具有高精準(zhǔn)度、高效率的特點(diǎn)，因此，其在地形測(cè)量的應(yīng)用中具有十分重要的意義。就GPS-RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用及其技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：測(cè)量工程；地形測(cè)量；GPS；基準(zhǔn)站

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.160

1 GPS-RTK技術(shù)簡介

在我國，大多數(shù)人都知道GPS是全球定位系統(tǒng)的縮寫。20世紀(jì)70年代，美國陸?？杖娐?lián)合研制了新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其作用是收集軍事情報(bào)，并提供全球?qū)Ш椒?wù)和開展應(yīng)急通訊、核爆監(jiān)測(cè)等工作，在軍事方面扮演了重要的角色。隨著社會(huì)的發(fā)展，GPS不斷被應(yīng)用于更多領(lǐng)域，發(fā)揮著越來越重要的作用。GPS-RTK技術(shù)基于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，是一種能在野外實(shí)時(shí)定位的測(cè)量方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，極大地提高了野外業(yè)作業(yè)的效率和資源利用率。

一般意義上的RTK技術(shù)是指利用GPS流動(dòng)站接收GPS基準(zhǔn)站的差分信號(hào)。流動(dòng)站不僅能通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還能采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，其可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。采用GPS技術(shù)能實(shí)時(shí)獲得觀測(cè)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，且具有較高的精度。在RTK作業(yè)模式下，系統(tǒng)可在1 s內(nèi)得出差分觀測(cè)值。基準(zhǔn)站可通過數(shù)據(jù)鏈將該值和觀測(cè)站坐標(biāo)信息傳送至流動(dòng)站?；鶞?zhǔn)站可在固定點(diǎn)上將數(shù)據(jù)初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索和求解；在整周的未知數(shù)獲得固定解后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理。只要保證4顆以上的衛(wèi)星收集相位觀測(cè)值和必要的幾何圖形，則流動(dòng)能隨時(shí)給出厘米級(jí)的定位結(jié)果。

2 GPS-RTK技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 測(cè)量原理

RTK技術(shù)的測(cè)量原理是在基準(zhǔn)站上安置1臺(tái)GPS接收機(jī)，并觀測(cè)所有可見的GPS衛(wèi)星；將采集到的觀測(cè)量數(shù)據(jù)傳送到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上，基準(zhǔn)站會(huì)比較觀測(cè)值與已知位置信息，從而得到GPS差分改正值；基準(zhǔn)站與流動(dòng)站同時(shí)接收GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，并得到本站的坐標(biāo)、高程和精度指標(biāo)。這種測(cè)量方法的關(guān)鍵是求解起始的整周模糊度，并保持其不變。因此，基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的數(shù)據(jù)通訊必須保持良好的狀態(tài)。

2.2 具體應(yīng)用措施

2.2.1 土地外業(yè)施測(cè)

土地外業(yè)施測(cè)主要包括宗地測(cè)量、土地利用更新調(diào)查測(cè)量和違法用地測(cè)量等。測(cè)試組由2人組成，一個(gè)人為基準(zhǔn)站，另一個(gè)人攜帶儀器前往每個(gè)區(qū)域立桿并記錄數(shù)據(jù)、輸入特征編碼。在記錄數(shù)據(jù)時(shí)，測(cè)量人員的立點(diǎn)應(yīng)準(zhǔn)確，取3 s為記錄單元；整個(gè)區(qū)域測(cè)量完畢后，測(cè)量人員回到室內(nèi)，利用專業(yè)軟件輸出圖幅。

2.2.2 基準(zhǔn)站的選定

要想順利進(jìn)行RTK測(cè)量，選好基準(zhǔn)站是關(guān)鍵?；鶞?zhǔn)站、電臺(tái)的發(fā)射天線必須建立在海拔相對(duì)較高的位置，且要保證基站附近沒有GPS信號(hào)反射物，以防數(shù)據(jù)鏈丟失。在傳統(tǒng)的控制測(cè)量中，采用導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的精度較低，且耗費(fèi)工時(shí)。而采用RTK技術(shù)測(cè)量可同步接收基準(zhǔn)站與衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算整周的未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)，大大提高了作業(yè)效率。

2.2.3 內(nèi)業(yè)處理

想要快速完成數(shù)字化內(nèi)業(yè)成圖工作，就必須將外業(yè)測(cè)量存儲(chǔ)的RAT文件的格式轉(zhuǎn)換為可在CASS5.0軟件中運(yùn)行的格式，從而快速完成內(nèi)頁處理。

3 GPS-RTK技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

3.1.1 操作簡便

目前，GPS在越來越多的測(cè)量工作中得到了應(yīng)用，操作人員只需要將GPS的相關(guān)設(shè)備其與電腦連接，無需耗費(fèi)大量的人力、物力，就可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控定位。

3.1.2 不間斷作業(yè)

RTK技術(shù)不受天氣的影響，可24 h不間斷地工作，為地形測(cè)量工作提供了極大的便利。

3.1.3 定位的精準(zhǔn)度高

采取RTK技術(shù)定位的坐標(biāo)精度為1～2 cm。但采用RTK測(cè)量時(shí)，需要等待測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再確定測(cè)量結(jié)果，從而提升日后測(cè)量工作的精準(zhǔn)度。

3.1.4 工作效率高

采用RTK技術(shù)測(cè)量不受地形等外界條件的影響，因此，其工作效率比傳統(tǒng)方法高很多。

3.2 缺點(diǎn)

雖然GPS-RTK技術(shù)具有定位準(zhǔn)確、測(cè)量精度高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，但世界上沒有十全十美的技術(shù)，其在日常地形測(cè)量中也存在很多缺陷。

3.2.1 大氣電離層會(huì)影響測(cè)量精度

采用RTK技術(shù)傳輸測(cè)量信號(hào)時(shí)，大氣電離層會(huì)產(chǎn)生電磁波折射、反射等現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)吸收能量和引發(fā)信號(hào)畸變，嚴(yán)重影響了微波通信，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。因此，應(yīng)避免在溫度較高的地區(qū)采用RTK技術(shù)測(cè)量。

3.2.2 測(cè)量會(huì)受到衛(wèi)星數(shù)量的影響

在采用RTK技術(shù)測(cè)量時(shí)，要想達(dá)到一定的測(cè)量精度，至少要有5顆衛(wèi)星同時(shí)接收信號(hào)，但GPS空間衛(wèi)星群一般只有4顆GPS衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)。因此，在高層建筑較多的城市、山區(qū)等地不適合采用GPS技術(shù)測(cè)量。

4 結(jié)束語

GPS-RTK技術(shù)作為地形測(cè)量的手段之一，在實(shí)際測(cè)量過程中具有很多優(yōu)點(diǎn)。隨著GPS-RTK技術(shù)的不斷發(fā)展，其必將在工程地形測(cè)量中發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐莉.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社，2010.

〔編輯：張思楠〕