浅谈GPS―RTK技术及应用

【摘 要】本论文主要介绍了GPS-RTK测量技术的工作原理、工作流程、RTK技术在工程测量中的应用及RTK作业时需要注意相关问题。GPS-RTK以其精度高、速度快和不存在误差积累等优点广泛应用于控制测量、地形图碎部测量、工程放样以及其他方面的测量。

【关键词】GPS RTK 测量 技术

一、引言

全球定位系统Global Positioning System简称GPS是美国从上世纪70年代开始研制的新一代卫星导航与定位系统，它汇集了当代最先进的空间技术、通讯技术及微电子技术，是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统，可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。

二、RTK的工作原理

RTK （Real Time Kinematic）实时动态测量系统，是GPS 测量技术与数据传输技术的结合，是GPS 测量技术中的一个新突破，它改变了传统的测量模式，能够实时提供厘米级定位精度，能够在不通视的条件下远距离传输三维坐标。RTK测量技术是经载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术。RTK系统主要由基准站接收机、数据链及移动接收机三部分组成，通常是利用2台以上的GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知点上作为基准点，另一台用来测量未知点坐标称移动站，基准站根据该点的准确坐标可求出其他卫星的距离改正数并将这一改正数发送给移动站，移动站根据距离改正数来改正其定位结果，大大提高了定位精度，从而使实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果达到厘米级精度。

RTK系统正常工作必须具备三个条件：第一，基准站和移动站同时接收5颗以上的GPS卫星信号；第二，基准站与移动站同时接收卫星信号和基准站台发出的差分信号；第三，移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号。

RTK技术与其他测量模式相比，具有定位精度高、测量自动化、集成化程度高、数据处理能力强、操作简单、使用方便的等特点。

三、RTK在测量工作中的应用

（一）RTK测量技术用于控制测量

由于RTK测量在20km内点位平面标称精度为±3cm，根据控制测量规范要求Ⅰ级导线点的点位误差为±5cm，从理论上讲RTK测量完全可以满足Ⅰ级以下导线点的技术规范要求。而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，虽点间不需通视且精度高，但需要三台同时观测且时间较长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。且应用RTK技术作控制测量无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。

（二）RTK测量技术用于地形图碎部测量

由于RKT测量精度高、速度快，所以在进行地形图碎部测量时，可以不用进行图根点控制测量，而直接根据分布在测区的一些基本控制点进行各个碎部点测量。

RTK进行碎部测量时，首先要通过2个以上的已知点的WGS-84坐标和当地坐标系坐标，计算转换参数，然后方可对基准站和称动站进行设置进行碎部测量，如果配备专业的测量地形测图软件，可以直接通过电子手簿记录即可实现数字化测图。

（三）RTK测量技术用于施工放样

施工放样就是根据已知点的坐标，通过仪器设备将所给坐标对应点的实际位置测量出来的过程。RTK放样的过程是先将已知点坐标输入RTK的外业控制器内，放样时根据控制器屏幕上箭头指示偏移量和偏移方位，前后左右移动，直到满足测量精度需要为止。采用常规仪器放样一般需要2-3个人，而且还要往往来回移动目标，工作十分繁重，放样过程中还要点间通视良好才行，在复杂环境下效率不是很高。而RTK只需有一个人就可以完成整个放样测量过程，因RTK具有观测时间短、精度高、无需通视等优点，这就使得RTK较之常规方法放样简单、方便、可靠、快捷，极大的提高了效率，因此RTK在工程放样测量中越来越让用户喜欢，使用也越来起广泛起来。

（四）RTK测量技术应用于建设用地勘测定界测量

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。

（五）RTK应用于线路定线测量

对于长距离的线路定线测量，RTK拥有常规测量技术无可比拟的优越性，RTK技术操作简单、作业方式灵活，定线可以是连续进行，也可以是在任何时候从线路的任何一点开始，方便多台仪器协同作业。

（六）RTK应用于其他方面测量

RTK技术还可应用于建筑物规划放线、断面测量、房产测量、水域测量、管线测量等其他方面。

四、应用RTK作业应注意的问题

（一）由于RTK作业时需要随时接收5颗以上卫星信号方能正确解算，所以移动站作业时应选择比较空旷地区为宜，因此RTK作业应远离有大面积水域、高大建筑物、高大树木。

（二）由于RTK采用VHF超高频无线电波作数据链，容易受到电信发射塔、无线电台、高压电等干扰以及地形起伏条件的影响，因此，作业时应尽可能远离干扰源。

（三）在雷雨天气，为防止雷击，应关机结束RTK野外作业。

五、结束语

RTK实时动态测量技术因其具有精度高、作业方便、速度快、效率高、实时性强、无需通视等优点，不但越来越成为所有测绘人员不可或缺的测量工具，而且在其他行业和领域中也越来越被认可越来越被广泛的应用起来，随着RTK技术应用的推广必将会给各行各业带来重大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]高成发. GPS[M].北京：人民交通出版社，2001

[2]徐绍铨.GPS测量原理及应用[M].修订版.武汉：武汉大学出版社，2000