中海达V8 GNSS RTK在工程测量中的应用

摘要:简要阐述RTK 技术的原理、组成、特点等, 并结合实例阐明中海达 V8 GNSS RTK在工程测量中的应用。

关键词: RTK；工程测量；应用

Abstract: briefly theRTK technology's principle, composition, characteristics, and with examples to clarify the Haida V8 GNSS RTK engineering survey.Keywords: RTK; engineering survey; application

中图分类号：[P258]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1．RTK 技术

 1.1 RTK 技术简介。

RTK测量技术是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果。RTK 技术是GPS 测量技术发展的一个新突破, 在工程测量中有广阔的应用前景。

 1.2 RTK 技术的基本原理。

RTK技术的原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点, 安置一台接收机作为基准站对卫星进行连续观测,移动站上的接收机在接收卫星信号的同时, 通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据, 随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。如图1：

图1

 1.3 RTK 系统的组成。

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。如图2:

图2

2.工程实例及数据分析

本文以 2010年海南省某地激电中梯基线布设为例，介绍中海达 V8 GNSS RTK在该工程中的应用，并进行部分样本数据的精度分析。

2.1工程概况

我部所承担的4KM2物探1/万激电中梯扫面任务，要求测量人员尽快完成基测线布设，满足物探施工需要。工作区位于海南省某处，地形为高程在140m－420m之间的丘陵，密布2m－4m的灌木丛及经济林，通视、通行情况极差，物探基线布设若用常规仪器打通全线将而临繁重的砍伐任务和难以承受的林苗赔偿，在规定的作业时间内无法完成并且难以满足精度要求。这个工程我们使用中海达V8 GNSS RTK来完成的。

2.2中海达 V8 GNSS RTK 简述

中海达V8 GNSS RTK双频双星系统可接收到比 GPS 单星系统多的卫星，可自由切换数传模式。其不受作业距离限制、适合复杂环境的作业需要，特别是城区、山区等传统电台信号阻挡严重的复杂地区作业、抗干扰能力强。

2.2.1 中海达 V8 GNSS RTK几种数据传输模式

（1）、 GPRS无线数传模式

（2）、 CDMA无线数传模式

（3）、 UHF外挂电台模式

本文主要介绍外挂电台模式的应用。

2.2.2 中海达 V8 GNSS RTK外挂电台模式示意图

图3

2.2.3中海达 V8 GNSS RTK的各项精度指标，如表1：

定位精度 静态 平面 ±（2.5mm+1×10-6D）

高程 ±（5mm+1×10-6D）

RTK 平面 ±（10mm+1×10-6D）

高程 ±（20mm+1×10-6D）

表1

2.3作业的依据

1 《地质矿产勘查测量规范》GB/T18341―2001

2 《工程测量规范》GB50026-2007

3 《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 7929-1995

4 《全球定位系统实时动态测量RTK技术规范》CHT2009-2010

5 《物化探工程测量规范》DZ/T 0153-1995

6 《地质勘查勘查工作技术管理细则》

2.4作业步骤与程序

2.4.1静态控制

作业区采用假定坐标系统。在作业区选择三个理想位置埋设标石，进行GPS静态控制测量作业，在1/万地形图上定出3ZH的三维坐标作为网平差解算的起算坐标，解算出另外两点1ZH、2ZH的三维坐标，作为RTK作业时参数解算的已知数据。如图4:

图4

2.4.2 RTK作业

分别在1ZH,3ZH两个控制点附近架设电台，开启电台模式，设立基准站，求解三参数；移动站则在引导员引导下，以100米为间距布设呈南北方向的三条基线桩点。累计共放设基线桩60个。基线5.7KM,控制面积3.8KM2。如图5：

图5

2.4.3 精度指标

控制网基线边精度如下表：

起点 终点 dx dy 平距 方位角 中误差 (m) 相对误差

中误差 (m) 中误差 (m)

1.ZH 2.ZH 0.0005 0.0006 1646.2615 60.9790 0.0007 1: 2239827

798.6507 1439.5603

3.ZH 0.0005 0.0005 1792.9637 83.2031 0.0007 1: 2556329

212.1966 1780.3627

2.ZH 3.ZH 0.0005 0.0005 678.2881 149.8381 0.0007 1:956407

-586.4541 340.8024

表2

最弱基线边精度如下表：

2.ZH 3.ZH 0.0005 0.0005 678.2881 149.8381 0.0007 1:956407

-586.4541 340.8024

表3

GPS网平差精度列表如下：

点名 x y 高程(m) 平面中误差

中误差 (m) 中误差 (m) 中误差 (m)

1ZH **539.8034 **439.6373 **69.5312 0.0007

0.0005 0.0005 0.0006

2ZH **338.4541 **879.1976 **49.7687 0.0007

0.0005 0.0005 0.0007

3ZH **752.0000 **220.0000 **93.0000 *****

***** ***** *****

表4

最弱点平面中误差：

点名 x y 高程(m) 平面中误差

中误差 (m) 中误差 (m) 中误差 (m)

2ZH **338.4541 **879.1976 **49.7687 0.0007

0.0005 0.0005 0.0007

表5

2.4.4 RTK作业精度如下：

以基线100线为例（为保密，数据做过处理，仅供参考）见表6：

Name x y h Xrms Yrms Hrms 解类型

100/136 **132.634 **718.611 **37.218 0.011 0.011 0.030 RTK固定解

100/134 **032.567 **718.662 **34.732 0.026 0.030 0.070 RTK固定解

100/132 **932.515 **718.503 **33.178 0.004 0.004 0.010 RTK固定解

100/130 **832.569 **718.484 **33.182 0.004 0.005 0.012 RTK固定解

100/128 **732.586 **718.638 **33.498 0.006 0.005 0.015 RTK固定解

100/126 **632.606 **718.640 **33.994 0.005 0.005 0.014 RTK固定解

100/124 **532.573 **718.671 **34.503 0.004 0.004 0.012 RTK固定解

100/122 **432.511 **718.569 **34.651 0.006 0.006 0.018 RTK固定解

100/120 **332.551 **718.568 **36.168 0.008 0.009 0.024 RTK固定解

100/118 **232.574 **718.590 **37.854 0.007 0.010 0.023 RTK固定解

100/116 **132.572 **718.680 **38.919 0.004 0.004 0.010 RTK固定解

100/114 **032.424 **718.844 **39.466 0.263 0.571 1.699 RTK浮动解

100/112 **932.560 **718.640 **56.311 0.006 0.013 0.026 RTK固定解

100/110 **832.650 **718.762 **45.201 0.017 0.021 0.048 RTK固定解

100/108 **732.548 **718.595 **93.846 0.007 0.008 0.016 RTK固定解

100/106 **632.513 **718.602 **32.360 0.008 0.009 0.020 RTK固定解

100/104 **532.632 **718.612 **52.172 0.009 0.012 0.025 RTK固定解

100/102 **432.469 **718.600 **58.237 0.008 0.008 0.016 RTK固定解

100/100 **332.541 **718.701 **47.353 0.013 0.017 0.048 RTK固定解

100/98 **232.634 **719.368 **32.254 0.582 0.550 1.954 RTK浮动解

表6

由表6可以看出，RTK移动站在取得固定解的状态下，所测得的物探基线点的平面中误差最大0.04m，最小0.006m.但如果RTK移动站达不到固定解，其精度就会下降。基线点100/114和100/98 RTK解类型呈浮动解，其平面中误差分别为0.629m和0.801m。RTK作业精度满足物化探施工及1/万比例尺内业成图的精度要求。

（4）结束语

RTK作为站在GNSS技术最前沿的一种工具，在时间紧任务重的海南某地充分验证了其作业的高效快捷；但少数缺乏开阔天空、卫星信号易受影响的观测点观测精度明显下降。可结合地质工作的任务要求，适当提高观测时间，或结合全站仪等仪器共同施测，提高整体作业精度。

参考文献：

[1]王智勇，GPS测量技术. 北京： 中国电力出版社 ，2007.

[2]GB/T 13814-2001,全球定位系统(GPS)测量规范

[3]GB/T 18315-2001,数字地形图系列和基本要求

[4]CJJ73-97,全球定位系统城市测量技术规程

[5]中海达V8 GNSS RTK使用说明书中海达测绘仪器有限公司