浅析GPS-RTK测量技术的优缺点及应用

摘 要 随着计算机技术与电子技术的快速发展，在测绘行业中，GPS-RTK技术作为高新技术被广泛地使用和推广，本文介绍了GPS-RTK的系统组成、工作原理及RTK技术的优点与不足，阐述了GPS-RTK测量技术在工程测量中的应用。

关键词 GPS-RTK 优势 工程测量 应用

随着科学技术的不断发展，GPS-RTK技术作为测绘行业内的高科技产品应运而生，并很快被广泛应用。GPS-RTK测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系统。它的快捷高效是其他测绘仪器和方法所不能比拟的优势。常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行结算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，是GPS应用的重大里程碑。RTK测量技术即实时动态测量技术，它采用了载波相位动态实时差分（Real-time kinematic）技术，实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。

一、GPS-RTK测量技术的优点与不足

（一） GPS-RTK技术的优势

1.作业效率高

在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完5km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，每个放样点只需停留一两秒，就可以完成作业，其精度和效率是常规测量所无法比拟的，劳动强度低，节省了外业费用，提高了测量效率。

2.降低了作业条件要求，全天候作业

RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足“电磁波通视”和对天基本通视，因此和传统测量相比，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，几乎可以全天候作业。

3.定位精度高，没有误差累计

不同于全站仪等仪器存在多次搬站后误差累积的状况，只要满足RTK的基本工作条件，在一定作业办业内，RTK的平面精度可达到1cm+1ppm，高程精度可达到2cm+1ppm。

4.RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大

RTK可胜任各种测绘内、外业。流动站利用内装式软件控制系统无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，使辅助测量工作极大减少，减少人为误差，保证了作业精度。

5.操作简便、数据处理能力强

南方测绘RTK的基准站无需任何设置，移动站就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机和其他测量仪器通信。

（二）GPS-RTK技术的不足及解决方法

虽然GPS-RTK技术与传统测量技术相比有非常多的优势，但经过很多的工程实践证明，RTK技术同样也存在相应的缺点。

1.受卫星状况限制

受GPS总体设计的技术限制，随着时间的推移和用户要求的提高，GPS卫星的空间组成和信号强度不能满足当前需要，当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段不能很好地被卫星覆盖。另外，在高山峡谷及密集林区或高楼密集区域，流动站无法接收到被遮挡的信号，导致工作无法快速进行。解决这个问题主要是选择卫星时段较好的时候进行密集遮挡区域的测量。

2.受电离层影响

白天中午受电离层干扰较大，共用卫星数少，因而初始化时间长或不能进行初始化，无法进行测量。所以选择好的作业时段对作业效率非常重要。

3.受数据传输距离影响

数据传输过程中容易受外界环境影响，如山体，建筑物和各种高频信号，使得信号在传输过程中衰减严重，影响外业精度和作业半径。所以为了尽量避免信号减弱，应把基准站架设在周围无大型遮挡物，水域、电塔等位置较高的地方。

4.精度和稳定性的不足

由于受GPS大地高程转换至海拔高程精度不均匀的影响，RTK作业模式的精度在有些山区存在较大误差，影响了RTK的高程测量精度。由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据传输状况影响，所以RTK在确定整周模糊度的可靠性方面不及全站仪。所以解决这一问题的方法主要是在测区范围内用GPS静态测量的方法来做平面控制测量，在高程控制测量方面采用几何水准测量或三角高程测量。

二、GPS-RTK技术在工程测量中的应用

（一）控制测量

为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但数据采集时间长，还需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工。应用RTK技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。

（二）线路中线定线

RTK测量技术用于市政道路中线或电力线中线放样，放样工作一人也可完成。将线路参数如线路起终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器，即可放样。

（三）建筑物规划放线

建筑物规划放线，放线点既要满足城市规划条件的要求，又要满足建筑物本身的几何关系，放样精度要求较高。使用RTK进行建筑物放样时需要注意检查建筑物本身的几何关系，对于短边，其相对关系较难满足。在放样的同时，需要注意的是测量点位的收敛精度，如果点位收敛精度不高的情况下，强制测量则有可能带来较大的点位误差。在点位精度收敛高的情况下，用RTK进行规划放线一般能满足要求。

（四）用地测量

在建设用地勘测定界测量中，RTK技术可实时地测定界址点坐标，确定土地使用界限范围，计算用地面积，在土地分类及权属调查时，应用RTK技术可实时测量权属界限、土地分类修测，提高了测量速度和精度。

除了在这几方面的应用外，RTK技术在大比例尺地形图测绘，水域测量、管线测量和房产测绘等方面也有着非常多的应用。所以无论在工作中还是学习中我们都应该不断充实GPS-RTK技术的相关知识，为更好地工作打下基础。