关于GPSRTK技术在地形测量中步骤和应用.docx

关于GPS RTK技术在地形测量中步骤和应用 【摘 要】通过对GPS RTK原理分析以及RTK技术 在控制测量、数字测图等工程中的基本应用，对动态GPS的 特性和使用方法做了阐述，指出了动态GPS在测量中的重要 作用；并对测量精度进行了一定的分析，得出一些有益的结 论和体会。 【关键词】RTK技术 流动站 基准站 中图分类号：［TU198+ 1］文献标识码：A 1 前言 GPS (Global Position System)即为全球定位 系统的简称，它是一套利用美国GPS卫星导航系统进行全天 候、全方位的测量定位设备。根据GPS提供的坐标或坐标演 变量精度和方式的不同可以分为毫米级，厘米级，静态，动 态后处理，RTK(Real Time Kinematic 实时动态)，RTD(Real Time Differnce实时差分)等几种设备分类和测量方式，其 中RTK是一种定位精度比DGPS高100倍的载波相位差分GPS 技术。 RTK(Real Time Kinematic)技术又称载波相位动态实时 差分技术，其实时动态定位技术效率高，可以在作业现场提 供经过检验的测量成果，能够在满足精度的前提下，摆脱后 处理的负担和外业返工的困扰。 目前，该技术已广泛应用于地形测量、航空摄影测量、 地籍测量、房产测量、勘界与拨地测量、工程测量等各个领 域。本文主要通过一些实例体会来探讨RTK技术在工程中的 应用。 2基本方法 RTK定位通常由1台基准站接收机和1台或多台流动站 接收机以及用于数据传输的电台组成，在RTK作业模式下将 一些必要的数据输入GPS控制手簿，如基准站的坐标、高程、 坐标系转换参数、水准面拟合参数等；流动站接收机在若干 个待测点上设置。基准站与流动站保持同时跟踪至少4颗以 上的卫星，基准站不断地对可见卫星进行观测，将接收到的 卫星信号通过电台发送给流动站接收机，流动站接收机将采 集到的GPS观测数据和基准站发送来的信号传输到控制手 簿，组成差分观测值，进行实时差分及平差处理，实时得出 本站的坐标和高程。 基准站一般架设在已知点(平面坐标或高程已知)上，点 位一般位于测区中间，视野开阔，周围无高大的树木、楼房 等建筑物影响，远离强电磁波发射源和大面积的水面，如果 事先没有确定地心坐标(WGS-84)与当地坐标系的转换参数， 也可以将基准站架设在符合上述条件的未知点上。流动站依 次设置在待测点上观测。基准站和流动站同时接收卫星信 号。基准站通过连接的电台将测站坐标、伪距观测值、载波 相位观测值、卫星跟踪状态和接收机工作状态发送给流动 站，流动站接收该信息后与卫星信息进行实时差分平差处 理，实时得到流动站的三维坐标及其观测精度信息。系统的 显著特点是GPS测量技术与数据传输技术组合而成，其数据 传输由无线数据链完成，数据链采用UHF频段，具有可靠、 稳定和抗干扰能力的优点。 3 RTK测量实例 3. 1 RTK在控制测量中的应用 RTK控制测量时，首先用已知控制点建立投影的局部归 化参数，仪器将直接记录坐标和髙程，查看解算后每个控制 点的水平残差和垂直残差。本次测量解算出两坐标系之间的 转换参数，水平残差最大为土2. 5cm,垂直残差最大为 ±0. 6cmo为了提高待测点的观测精度，将天线设置在对点 器上，观测时间大于20秒，采用不同的时间段进行两次观 测取平均值；机内精度指标预设为点位中误差土 1. 5cm,高 程中误差土2. 0cm；观测中，取平面和高程中误差均小于 ± 1. 0cm时进行记录。 RTK点两次观测值坐标较差最大值为±2. 8cm,最小值为 0.3cm。考虑到两次观测采用了同一基准站，观测条件基本 相同，可以将其视为同精度双观测值的情况，进而求得观测 值中误差和平均值中误差。观测值中误差为土0.9cm,平均 值中误差为土0. 6cm （土0. 9/V2）o这说明RTK技术能满足 《城市测量规范》中最弱点的点位中误差（相对于起算点）不 大于±5cm的要求。 同时，我们采用常规手段对RTK控制点进行了四等水准 测量。平差后，每公里高差中误差为土4.2mm,最弱点高程 中误差为土6.5mm。在进行RTK平面控制测量的同时，我们 也利用RTK技术进行了高程测量。两次RTK高程测量的成果 高程较差最大为-4. 7cm ,最小为Ocm.观测值中误差为 土 1. 4cm,平均值中误差为土1. 0cm。 根据实际经验，由RTK测量的高程计算出的相邻高差受 相邻点间的长度影响较小，高差精度主要与四等水准测段长 度有关。利用高差较差参照不同精度双观测值情况计算出高 差较差单位（每公里）中误差为土1?89cnio 如果RTK高程测量的中误差采用其预设精度土2. 0cm, 四等水准高差中误差取±l?Ocni,得髙差较差理论单位中误