浅谈市政工程测量中应用GPS RTK的新模式

摘要：文中分析了当前GPS RTK在城市测量中应用的现状及存在的缺点，提出了利用GPRS无线通信技术传输差分信号的技术方法，通过实际应用效果并与原有应用模式的对比，说明了GPRS在城市GPS RTK测量中应用的优势。

Abstract:In the article has analyzed current GPS RTK in the urban survey the application present situation and the existence shortcoming, proposed uses the GPRS wireless communication technology transmission difference signal the computing technique, through the practical application effect and with the original application pattern's contrast, explained GPRS in urban GPS RTK in the survey the application superiority.

关键词：市政工程 测量 GPS测量 RTK

Key words:Public works survey GPS surveys RTK

一、引言

GPS(全球定位系统)实时动态相对定位RTK技术(Real Time Kinematic)，现已广泛应用于城市工程测量、土地测量和航空摄影测量等领域，给测量带来了很大的便利。现在通行的手段是利用无线电台来传输，少数还使用GSM手机通信，但这两种手段都存在一些缺陷，电台高频信号近乎直线传播，绕射能力差，即使基准站架设于高处，仍然存在许多死角；功率有限，传输距离短，特别在城区遮挡干扰严重时，只能传输两公里左右，因而不能大范围的共用基准站；需要电台、电瓶、发射天线等，设备繁琐沉重、易损坏，给作业带来很多不便。GSM手机传输信号设备简单，但费用高、速度慢，一般不能一对多，实际应用存在障碍。

GPRS是通用分组无线业务的简称，能够提供更高的数据传输速率，实现了GSM系统的运营商从2G系统到2.5G系统的平滑过渡。使用GPRS通信方式代替通常使用的电台或手机传输差分数据方式，能比较好地克服其存在的诸多缺陷，大幅度提高工作效率。

二、系统构成及工作原理

1、系统的构成

GPS RTK系统是由一个基准站和若干个移动站组成。基准站由GPS天线、主机、GPRS网关服务器及系统管理软件、电源等组成，移动站由GPS天线、主机、电池、GPRS无线数据终端(WDT)组成。

2、差分GPS定位原理

差分GPS定位技术是将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站已知的精密坐标，计算出基准站到卫星距离的改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去，GPS移动站接收机在进行GPS观测的同时．也接收到基准站的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。

3、系统的工作原理

GPS移动站的WDT通过GPRS网络登录到具有静态IP地址的网关服务器，GPS基准站主机与网关服务器的RS-232串口相连，基准站的坐标已知，实时不断地向基站服务器输出标准格式的差分校正数据，系统管理软件从基站服务器读出差分校正数据，通过Internet和GPRS网络把数据发送到已登录到基站服务器的移动站WDT，WDT把接收到的差分校正数据传递给移动站主机，移动站通过计算进行实时精确定位。

三、实际应用效果及与原有应用模式的比较

我们把GPRS技术按照上述原理和方案，建立一个固定基准站管理系统．应用于城市GPS RTK测量当中．取得了很好效果。长春市测绘院原有6台徕卡SR530接收机，一般分三组采用1+1、电台传输的模式使用，每个测区均需临时架设基准站，作业效率和GPS接收机利用效率低．随着城市建设规模的不断扩大．测绘任务的不断增多而越来越不适应生产需要了。采用GPRS模式后，把1台接收机用于固定基站，另5台分5组可随时到市区任何地点流动作业，实现了1+5的模式(现为1+8模式)，大大提高了作业效率和GPS接收机利用效率。作业半径最远达37km，初始化较快，时间长短与网络信号、距基站的距离、卫星颗数和信号质量有关，一般1至2分钟。在距参考站20km半径范围内。平面点位中误差为±2.6cm，高程中误差为±3.1cm，可满足图根控制测量、像控点联测等一般工程的精度要求。

通过近两年的应用情况来看， 本地的GPRS网络可以基本保证稳定可靠的数据传输，基本满足GPS RTK作业的要求，但在边远郊区无GPRS信号或少数信号弱的局部地区，存在不能作业的情况。随着GPRS网络的不断完善，本系统的应用效果将逐步改进，应用前景将更加广阔。

下表对几种传输方式进行了比较。

结 语

本系统充分利用了GPRS网络技术快速登录、永远在线、快速传输、实时性强、按量计费等多种优势为城市GPS RTK 测量提供了一个实时、快捷、经济和便利的新应用模式。通过作业模式的改变，大大提高了工作效率，减少了设备投入，并为系统扩充打下了良好的基础。随着GPRS网络的发展和完善，本系统将在其它部门和行业得到更加广泛的应用。