静态控制测量和RTK测量共用接收机的探讨

摘要：近年来，随着我国经济的飞速发展，推动了各行各业的发展，各类工程项目随之不断增多。在工程建设初期，基本都需要进行定位测量，这在一定程度上促进了GPS测量技术的发展。传统的GPS只能进行静态、快速静态和动态测量，但却无法实现实时动态测量，而RTK的提出弥补了这一缺陷。为此，很多工程都将两种技术结合到一起使用，这样不仅能够提高测量精度，而且还能提高工作效率。但在实际应用中，却需要布设大量的接收机，这一问题始终困扰着作业人员。为此，本文结合工程实例，对静态控制测量和RTK测量共用接收机展开探讨。

关键词：GPS；RTK；静态控制测量；接收机

一、静态控制测量与RTK测量的基本原理和特点分析

（一）静态控制测量的原理和特点

1.测量原理。所谓的静态控制测量主要是针对GPS而言的，属于GPS定位测量的一种方式，常被用于以下领域当中：长距离线路基线的检校、精密工程控制网的建立等等。由于采用GPS静态控制测量时，接收机天线的位置是完全处于静止不动的状态，故此称之为静态测量。在对数据进行处理的过程中，可以将接收机天线的位置看做是一个静止的量，即不会随时间的变化而发生改变，而整个测量过程主要是通过接收到的卫星传输数据的变化计算出被测点的具体坐标。在应用静态控制测量时，通常都需要至少两台或两台以上的接收机，并分别将之安装在一条或是多条基线的起始点和终点上，观测时间大约需要1—2小时，有时甚至会更长，基线的定位精度能够达到 ，式中D表示基线长度，单位是km。

2.特点。GPS静态控制测量具有以下优点：其一，各个观测站点之间无需通视。该特点是GPS定位技术最大的优点之一。以往传统的测量技术基本都无法解决既保证通视条件良好又确保控制网图形良好的问题，而由于GPS测量省略了通视的环节，从而使得观测点位的选择变得非常灵活，有利于确保控制网图形良好；其二，定位精确度高。利用GPS静态测量，15km以内的精度能够达到毫米级，几十到上百km的测量精度也能够达到 — ，如此之高的定位精度是传统测量无法比拟的；其三，24h全天候作业。GPS卫星的数量较多，并且分布也比较均匀，能够确保在任何时间和地点进行连续不间断地观测，有利于确保连续的三维定位，同时也不会受到气候的影响；其四，便于操作。由于GPS接收机的自动化程度非常高，故此，在野外作业时，仅仅需要完成对中、整平、天线高程确定以及具体参数设置等工作，而其他工作则全部都是由仪器自行完成，操作十分简便，极大程度地提高了外业工作效率；其五，观测时间相对较短，静态测量一般只需要30分钟左右，并且能够提供精准的测定点三维坐标。

（二）RTK测量的原理及特点

1.工作原理。RTK测量主要由基准站和流动站中的接收机同时工作，并对当前位置的原始数据信息进行采集，再对这些信息进行相应的处理，计算出两台接收机间精确到厘米级的基线向量，然后按照基准站已知的坐标和计算所得的基线向量，流动站接收机便能够给出当前位置的精确坐标。

2.特点。RTK测量除具备GPS全部特点之外，其最大的优点就是能够进行实时动态测量，这为外业工作提供了极大的便利，工作效率得以显著提高。

二、静态控制测量与RTK测量中存在的主要问题

目前，在很多工程测量中，都将GPS静态测量与RTK实时动态测量结合到一起使用，虽然这样能够进一步提高测量精度和工作效率，但是在具体应用过程中却存在一些问题。根据GPS的定位原理可知，其需要若干台接收机对GPS卫星信号进行跟踪来获取载波相位观测值，然后在利用求差的方式，计算出观测站点之间的坐标差，这个值即基线向量；而RTK在测量时，主要是借助基准站与电台之间的连接，将各种数据信息传给流动站，再由流动站对这些数据进行实时差分平差处理后，得出流动站的实时三维坐标及观测精度信息。通过以上分析可以看出，GPS静态控制测量需要用到大量的接收机来完成整个测量工作，而RTK测量也需要很多基准站和流动站来接收信息。如果同时应用GPS静态测量和RTK实时动态测量，就需要非常之多的接收机，这样一来不仅增大了成本，而且还有可能影响到观测数据的准确性。由于我国对GPS和RTK技术的研究起步较晚，并且大部分研究都局限在如何提高测量精度和工作效率这两个方面上，对于接收机布设方面的研究少之又少，几乎处于空白，从而使得该技术在实际应用过程中投入较大，这在一定程度上制约了GPS—RTK测量技术的发展。

三、两种测量方式共用接收机的具体应用

通常情况下，在应用GPS接收机进行静态测量时，至少需要使用2台或是2台以上的接收机来完成，这仅仅是进行静态控制测量，如果还需要应用RTK实时动态测量，那么同时还需要布设一定数量的基准站和流动站接收机。这样一来不仅使前期准备所需的时间增加，而且成本也随之提高，既影响了工期进度，又影响了经济效益。为了解决这一问题，本文提出一种静态控制测量与RTK实时动态测量共用接收机的方法，并在某工程线路测量中进行具体应用。

（一）工程简介

某工程为输气管道工程，全长820km，为确保线路定位测量的精度，决定采用GPS静态控制测量与RTK实时动态测量。在实际测量过程中，为了进一步减少接收机的布设，将用于静态测量的接收机同时用做RTK基准站接收机，通过一机两用，达到节约成本、缩短工期的目的。

（二）实施方法

先在指定位置上布设好GPS首级控制网，为了获得三维坐标，本次测量共采用四台GPS接收机，机型为美国天宝5800一体机。因该机型具有一定的内存，故此可将静态观测数据直接存储在接收机内，这为RTK测量与其共用接收机提供了条件。实现静态控制测量与RTK测量共用接收机最关键的环节是静态数据的存储，下面对此进行详细介绍：接通电源开启接收机并进入到Contents下的logging，并在该界面中对采样率进行修改，默认设置为15s，随后在Enable automatic data logging前打勾，点击Transmit，便可以将该设置传到接收机中，再点击确定自动存储数据功能就全部完成。由于本次测量一共使用四台接收机，若是每台都如此设置的话比较麻烦，所以可在一台设置好以后，利用端口线将其它接收机与电脑相连，再将设置好的文件分别传给其它接收机即可。完成这一步骤后，便开始进行RTK与GPS共用接收机的设置环节具体如下：在架设RTK基准站时，我们将其中一台GPS接收机作为已知点进行架设，并通过串口将GPS接收机与RTK基准站进行连接，然后打开GPS接收机中的Configuration Toolbox软件，点击连接，便可以完成共用。需注意的是在使用RTK测量成果时，应对该结果进行检校，确保准确无误后方可使用。通过这种方法，不仅能够实现控制点加密，而且还能够完成碎步测量，所得的结果完全可以满足长距离线路测量对精确度的要求。

参考文献

[1]贾彬.刘彦祥.双基站双采样RTK测量在布设一级导线中的应用[J].海洋测绘2008（5）

[3]张健.GPSRTK测量技术的应用与体会[J].中国新技术新产品.2009（8）.