GPS 与RTK 在控制测量中的应用

铁中彪TIE Zhong-biao；王国侠WANG Guo-xia

（①青海省地矿测绘院，西宁 810000；②青海省第四地质矿产勘查院，西宁 810000）

（①Qinghai Geology Mineral Surveying Institute，Xining 810000，China；②Qinghai No.4 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources，Xining 810000，China）

0 引言

随着科技的进步与现代测量技术的发展，GPS 技术和RTK 技术已经取代传统的测量手段成为现代测量工作中首选的测量技术。采用这两种技术进行测量有利于提高测量工作的效率、提高测量的精确性，为相关部门提供更科学的数据。在未来的测量工作中，这两种技术会成为主流测量方法。下面就GPS 技术和RTK 技术在控制测量中的应用进行分析。

1 GPS 技术在控制测量中的应用

GPS 技术是利用卫星来进行全球的定位导航，它具有全天候、连续性、实时性、高精度的测量特点，而且在数据传输时具有很好的抗干扰性和保密性。

1.1 GPS 技术工作原理 GPS 系统主要由空间无线通信卫星、地面控制站以及用户设备三部分组成。空间卫星星座由24 颗无线通信卫星组成，这24 颗卫星平均分布在空间轨道内，是地面生任何人在任何地点都能搜索到至少4 颗无线通信卫星，保证在全球范围内的人都能利用GPS技术进行定位和导航。每颗GPS 卫星都会24 小时不间断地向用户发射定位信号，保证了定位导航的全天候性。GPS 地面控制站由主控制站、注入站和监测站组成。主控制站将卫星传输来的实时数据进行分析计算，并将数据传给注入站，再由注入站将数据传输至卫星存储器中，方便用户使用。GPS 用户端主要由信号接收机、数据处理软件和其他设备组成。信号接收机可以接受卫星传输的各种数据信号，通过数据处理软件对这些数据进行分析，最后得到准确的测量结果。

1.2 GPS 技术在控制测量中的应用 GPS 技术进行控制测量要建立GPS 测量网，GPS 测量网的基本设计原则是：闭合图形、点位重合、视野开阔。在设计时主要采取三角型测量网、矩形测量网、环形测量网。在GPS 测量网形状确定后就要对GPS 测量点位进行科学选择，在测量过程中选择的测量点有以下几点要求：点位视野开阔便与测量、点位地形有利、点位稳定不会随时更换、点位远离对GPS 信号接收有影响的物体。这样才能方便测量，得出更准确的测量数据。为了提高测量的准确性，要选择合适的时机进行测量，要使测量区域内能接收到足够数量的测量卫星发出的信号，这样才能根据不同卫星发出的信号确定所测量地区完整的三维坐标。

这些前期准备都完成后就开始正式的测量工作。在测量区域中心位置选择一个基准站，在其中安放一台卫星信号接收设备，跟踪卫星。另外在每个节点上设置一个流动接收站。在基准站接收卫星信号的同时，每个流动接收站按照相同的时间间隔与固定基准站相连接，这样就可以得到每个节点的三维坐标。当完成每一个节点三维坐标的测量时，就能根据绘制的GPS 测量网绘制出整个测量区域的三维坐标。测量的到的数据经过数据处理软件进行系统分析后，会将大量的数据汇总为测量过程中常见的数据，使测量人员可以更直观地看到测量数据，并形成最后的测量结果。GPS 技术大大提高了测量工作的效率，减少了工作人员的工作强度，具有很大的应用前景，将推动测量技术的快速发展。

2 RTK 技术在控制测量中的应用

RTK 技术，又称为实时动态测量技术。这一技术将数据传输技术与GPS 测量技术相结合，是在GPS 技术上发展和建立起来的。

2.1 RTK 技术工作原理 RTK 技术的工作原理是通过基准站将测量到的载波相位值、基准站坐标等基础数据传输给流动监测站，流动监测站通过接收这些数据将载波相位观测值进行分析处理，得到基准站与流动监测站之间的坐标数据，每一个流动监测站都会得到不同的坐标数据，通过对这些坐标数据进行分析计算，最终得到每一个观测点的坐标数据，这样来完成对测量区域的测量工作。

RTK 技术主要由基准站、数据链、流动接收站组成。基准站的作用是接收卫星数据，将接收到的数据进行分析处理后形成一个完整的数据链，通过无线通信卫星将这个数据链及时传输给流动接收站。流动接收站在接收到这一数据链后，利用数据处理分析软件对数据链进行解码分析，得到相应的坐标数据。最后将这些坐标数据进行汇总分析，最终形成完整的地理坐标系统，完成对测量区域的测量工作。

2.2 RTK 技术在控制测量中的应用 在利用RTK 技术进行测量前，要首先对测量区域进行实地勘察，收集测量区域内的各项基础数据，要对各个控制点的情况进行详细检查，并且对各控制点的失业情况进行详细研究，确保在测量过程中的万无一失。然后选测测量区域的坐标转换参数，因为使用RTK 技术进行测量时要求给出实时坐标，坐标的转换就变得十分重要。在设置转换参数时需要有三个能覆盖整个测量区域的控制点，利用GPS 静态测量技术，测定这些控制点的实时坐标和WGS-84 坐标，利用这两种不同的坐标数据求解坐标的转换参数。

为了保证数据传输的效率和准确性，就必须正确选择基准站，使数据传输更加方便快捷。基准站最好选择在已知坐标的地点上，这样为后续的坐标信息处理提供了方便。基准站要选择在地势较高，视野较好，周围没有遮挡物的区域，这样可以更好地接收和发射信号，防止数据的传输出现中断，影响测量效率。在数据链传世是为了防止数据链丢失，基准站周围和接收站周围不能有比较大的遮挡物以及对无线电信号有干扰的电台等设施。

对控制点的监测要做到基准站和流动监测站的双重检测，通过对两个观测数据的综合分析最终得到各个控制点的坐标，最终得到测绘区域的完整坐标数据完成对整个区域的控制测量。RTK 在测量过程要注意以下问题：RTK在数据链传输的实际操作过程中有可能会存在数据链传输终端的现象，这时工作人员就要及时找到与数据传输频率相接近的无线电信号，及时改变数据传输的无线电频率，保证数据传输的质量。为了提高数据观测的精确性，流动监测站的天线最好选择带支架的对中杆，这样才能保证数据连接和传输时的稳定性，减少数据传输过程中产生的误差，使测量结果更加精确。在测量过程中有时会出现较长时间无法得到测量数据的情况，这种情况可能是在信号接收站周围有反射性较强的物体出现，这时工作人员要及时排查当时情况，保证数据传输的完整性。当测量地区地质条件比较复杂，天气状况不是很好时，RTK 技术就无法充分发挥它的测量作用，得到的测量结果有可能还会存在就较大误差，这时就要采用常规的测量方法进行测量。

3 结语

随着科学技术的不断发展以及测量工作的实际需要，GPS 技术和RTK 技术将会越来越多地应用到各种测量工作中。测量工作人员要不断学习GPS 和RTK 测量技术，提升自身的能力水平，让GPS 技术和RTK 技术更好地发挥各自的作用。在实际工作中，工作人员要根据测量地区的实际情况选择采取哪种测量技术，在测量工作中也要不断对这两种测量技术进行改革和创新，这样才能不断促进测量技术的发展，为我国测量工作的进一步发展提供支持。

[1]刘小玲.RTK 技术在控制测量中的应用[J].中国农村水利水电，2007（05）.

[2]袁丽华.GPS 在控制测量中的应用[J].科技促进发展（应用版），2010（10）.

[3]李召，佘冬芝.GPS 技术在地形控制测量中的应用探讨[J].中州煤炭，2010（03）.