牛琦道

摘 要 常规的地形测绘方法通常是应用全站仪配合测图软件进行，即首先在测区内布设首级控制网，然后布设图根控制点，最后在控制点上安置仪器测绘地形图。这种方法要求测站与碎部点间必须通视，且受视距限制，工作效率不高。GPS-RTK定位技术具有精度高、速度快、施测灵活、点间不必通视等优点。

关键词 GPS-RTK技术;地形测绘;测绘方法

1GPS-RTK概述

RTK实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解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，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，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，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。

2GPS-RTK测量系统的设备

GPS-RTK测量系统主要由GPS接收机、数据传输系统、软件系统三个部分组成。

2.1 GPS接收机

GPS-RTK测量系统中至少包含两台GPS接收机，其中一台安置于基准站上，另一台或若干台分别置于不同的用户流动站上。基准站应设在测区内较高点上，且观测条件良好的已知点上。在作业中，基准站的接收机应连续跟踪全部可见GPS卫星，并利用数据传输系统实时地将观测数据发送给用户站。GPS接收机可以是单频或双频。当系统中包含多个用户接收机时，基准站上的接收机采用双频接收机，其采样时间间隔与流动站接收机采样时间间隔相同[1]。

2.2 数据传输系统

基准站同用户流动站之间的联系是靠数据传输系统（简称数据链）来实现的。数据传输设备是完成实时动态测量的关键设备之一，由调制解调器和无线电台发射出去。在用户站上利用无线电接收机将其接收下来，再由解调器将数据还原，并送给用户流动站上的GPS接收机。

2.3 RTK测量的软件系统

软件系统的功能和质量，对于保障实时动态测量的可行性、测量结果的可靠性及精度具有决定性意义。实时动态测量软件系统应具备的基本功能为：

（1）整周未知数的快速解算。

（2）根据相对定位原理，实时解算用户站在WGS-84坐标系中的三维坐标。

（3）根据已知转换参数，进行坐标系统的转换。

（4）求解坐标系之间的转换参数。

（5）解算结果的质量分析与评价。

（6）作业模式（静态、准动态、动态等）的选择与转换。

（7）测量结果的显示与绘图。

3GPS-RTK测量工作模式及应用

根据用户的要求，目前实时动态测量采用的作业模式主要有：

3.1 快速静态测量

采用这种测量模式，要求GPS接收机在每一用户站上静止地进行观测。在观测过程中，连同接收到的基站的同步观测数据，实时地解算整周未知数和用户站的三维坐标。如果解算结果趋于稳定，且精度已满足设计的要求，便可适时的结束观测工作。

采用这种模式作业时，用户站的接收机在流动过程中，可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪，其定位精度可达1～2cm。这种方法可应用于城市、矿山等区域性的控制测量、工程测量和地籍测量等。

3.2 准动态测量

采用这种测量模式，通常要求流动的接收机在观测工作开始之前，首先在某一起始点上静止地进行观测，以便采用快速解算周未知数的方法实时地进行初始化工作。初始化后，流动的接收机在每一观测站上，只需静止观测几个历元，并连同基准站的同步观测数据，实时地解算流动站的三维坐标。目前，其定位的精度可达厘米级。

但这种方法要求接收机在观测过程中，保持对所测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁，便需要重新进行初始化工作。

准动态实时测量模式，通常主要应用于地籍测量、碎部测量、路线测量和工程放样等。

3.3 动态测量

动态测量模式，一般需首先在某一起始点上，静止地观测数分钟，以便进行初始化工作。之后，运动的接收机按预定的采样时间间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时地确定采样点的空间位置。目前，其定位的精度可达厘米级。

这种测量模式，仍要求在观测过程中，保持对观测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁，则需要重新进行初始化。这时，对陆地上的运动目标来说，可以在卫星失锁的观测站上，静止地观测数分钟，以便重新初始化，或者利用动态初始化（AROF）技术，重新初始化。而对海上和空中的运动目标来说，则只有应用AROF技术，重新完成初始化的工作。

实时动态测量模式，主要应用于航空摄影测量和航空特探中采样点的实时定位，航道测量，道路中线测量，以及运动目标的精密导航等。

目前，实时动态测量系统，已在约30KM的范围内，得到了成功的应用。随着数据传输设备性能和可靠性的不断完善和提高，以及数据处理软件功能的增强，他的应用范围将会不断扩大，其定位精度也会不断提高。

4精度分析

为了测定运用RTK是否能满足地籍测量的精度要求，以下选取了GPS-RTK测量基准网点，架设RTK基准站、流动站在离基准站5公里范围内，有目的地施测了5级控制点、E级GPS控制点和宗地权属界址点共计12个点，并采用静态GPS测量技术、全站仪测量技术测量宗地权属界址点坐标，将这些测量结果、已知成果与RTK测量结果相比较。

5结束语

RTK测量结果与其他测量技术获取的测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为1.8厘米，最小為0.0厘米，平均为0.88厘米。可以认为GPS RTK测量结果的点位精度达到厘米级，而且点位之间不存在误差累计，克服了传统测量技术的弊病，完全满足土地测量的测量精度要求。

参考文献

[1] 彭鑫.GPS-RTK测量技术在地形测绘中的应用[J].西部资源，2018， （6）：145-146.