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GPS RTK 技术及其在道路工程测量中的应用 时间：20-12-29 13:54:24??来源：?? 摘要: 介绍了GPS 系统, 重点阐述了RTK 技术的原理、组成、特点等, 并总结了GPSRTK 技术在道路工程测量中的应用。 关键词: GPS; RTK; 道路工程测量 1 GPS 系统 GPS 是全球定位系统(Navigation SatelliteTiming and Ranging/Global Positioning System,NAVSTAR/GPS)的英文缩写[2], 它的含义是利用卫星的测时和测距进行导航, 以构成全球定位系统。现在国际上公认, 将这一全球定位系统简称为GPS。GPS 是目前世界上最先进、最完善的卫星导航系统与定位系统, 经近10 年我国测绘等部门的使用表明, GPS 以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点, 赢得广大测绘工作者的信赖, 并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科, 从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命[3]。 2 RTK 技术 2.1 RTK 技术简介。RTK 技术是以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。是一种将GPS 与数传技术相结合, 实时解算进行数据处理, 在1~2 秒的时间里得到高精度位置信息的技术, 它是GPS 测量技术发展的一个新突破, 在道路工程中有广阔的应用前景。 2.2 RTK 技术的基本原理。建立无线数据通讯是实时动态测量的保证, 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参考站对卫星进行连续观测,流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。这样用户就可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况, 根据待测点的精度指标, 确定观测时间, 从而减少冗余观测, 提高工作效率[4]。 2.3 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。它是利用2 台以上GPS 接收机同时接收卫星信号, 其中一台安置在已知坐标点上作为基准站,另一台用来测定未知点的坐标( 移动站) 。基准站根据该点的准确坐标求出其他卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站, 移动站根据这一改正数来改正其定位结果, 从而大大提高定位精度。它能够实时地提供测站点指定坐标系中的三维定位结果, 并达到厘米级精度。RTK 技术根据差分方法的不同分为修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站, 改正移动站的接收载波相位, 再求解坐标; 差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站, 进行求差解算坐标。 2.4 RTK 技术的特点。RTK 技术具有如下优点[6]: a.工作效率高。在一般的地形地势下, 高质量的RTK 设站一次即可测量完4km 半径的测区, 大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数, 移动站一人操作即可, 劳动强度底, 作业速度快, 提高了工作效率。b.定位精度高。只要满足RTK 的基本工作条件, 在一定的作业半径范围内( 一般为4km) , RTK 的平面精度和高程精度都能达到cm级。c.全天候作业。RTK 测量不要求基准站、移动站间光学通视, 只要求满足“电磁波”通视, 因此和传统测量相比,RTK 测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制小, 在传统测量看来难于开展作业的地区, 只要能满足RTK 的基本工作条件, 它也能进行快速高精度定位, 使测量工作变得更容易更轻松。d.RTK 测量自动化、集成化程度高, 数据处理能力强。RTK 可进行多种测量内、外业工作。移动站利用软件控制系统, 无需人工干预便可自动实现多种测绘功能, 减少了辅助测量工作和人为误差, 保证了作业精度。 3 RTK 在道路工程测量中的应用 3.1 绘制大比例地形图。高等级公路选线多是在大比例尺( 通常是1: 2000 或1: 1000) 带状地形图上进行, 用传统方法测图, 先要建立控制网, 然后进行碎部测量, 绘制成大比例尺地形图,其工作量大速度慢, 花费时间长。用实时GPS 动态测量, 构成碎部点的数据。在室内即可由绘图软件成图, 由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息, 而且采集速度快, 大大降低了测图的难度, 既省时又省力。 3.2 控制测量。用GPS 建立控制网, 最精密的方法当属静态测量。对大型建筑物, 如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制, 宜用静态测量。而一般公路工程的控制测量, 则可采用RTK 动态测量。这种方法在测量过程中能