GPS—RTK在数字化图根控制测量技术中的应用

宋玉超

【摘要】这种技术操作起来也相对比较简单，复杂地形条件对其产生的影响相对传统测量技术来说要小得多。正是由于其有着十分巨大的优势，因此有着非常广泛的应用。下文结合GPS-RTK技术的测量原理，展开对这一技术应用的简要论述。

【关键词】图根控制测量；GPS-RTK技术；应用

一、GPS-RTK技术的测量原理

在RTK的技术体系的主要组成部分包括：基准站 （一个）、流动站 （若干个） 和无线电的通讯体系。其中基准站由 GPS天线及接收器、无线电发射设备、无线电台电源、基准站的控制器等多个模块组成。而流动站主要包括：GPS 天线及接收器、无线电接收设备、GPS 接收器、电源及流动站控制器等模块构成。其基本的应用原理可以主要概括为：将基准站安置在高等级点上作为参考站，从而对相关得到卫星进行全面的观测，将观测到的数据以及检测到的相关信息通过无线传播的方式发送给流电站，当流电站中的信息接收系统在连接到卫星中传播的信息过程中，通过接受基准站的信息传播并结合相关的计算原理计算出三维坐标的相关数值。其中基准站、流动站的相关坐标差△X、△Y、△H，而且在基准坐标中可以得到相关点的WGS-84坐标，通过坐标参数转化可以准确地计算出相关流动站的平面坐标以及海拔的高度。

二、基于RTK的GPS测量方法的分析

1、确定基准站观测位置及系统设置

1.1确定基准站的观测位置。基于GPS的RTK定位技术，主要是通过基准站、流动站中的单基线流通过程来对数据的进行处理，这样，结果的精准度与基准站和流动站所采集到的数据以及无线电传输质量有着密切的关系，在野外的实际工作中，这两个因素会影响测站位置的选择。然而，工作任务决定了流动站作业点中观测位点的选择，因此，选择准确的基准站位点显得尤为重要。

1.2基准站的组建。组建一个基准站需要：建立项目并且对坐标系统进行管理、设定基准站电台的调频、明确工作的流程、输入坐标以及基准站开始运行等。

2、建立流动站GPS。流动站的构建需要做如下设置：建立项目并且对坐标系统进行管理，然后确定流动站电台频率，输入相关位置，确定基于GPS-RTK的工作方式，启动流动站RTK的工作后，如何操作RTK流动站医技对地形点的测量等部分。

3、建立中继站电台。因为工作环境大都非常复杂，通常难以避免基准站和流动站之间存在的障碍物影响电台通信，此时可以采用中继站电台进行补救，原因有两个，首先中继站电台能够接收基准站发出的信号，还能够再发送到流动站，促进其正常运转；其次，中继站电台只是完成信号的发送，这样就能依据不同的需求来安排其安装的位置。

三、数字化图根控制测量中GPS-RTK技术的应用

1、控制点的组成。测区控制点主要包括了已有控制点的坐标成果、等级、中央子午线等内容组成。

2、求定测区坐标转换参数。RTK测量技术需要根据测量标准进行，先取得控制点实用坐标数据，对不同坐标系之间的转换工作是相当重要的。所采用的方法主要是高斯投影，所要做的工作是，首先，要求定好这两大坐标系的转换参数，即确定两大测量基准间转换的七参数或者是三参数。然后，对空间坐标系的偏移角或对旋转角度进行三维定义，且确定其尺度差。通常情况下，区域内的测量，如果控制点成果本身存在问题，则需要用区域性的地方参数对其做转换。

2.1借助RTK测量法，对测区内相对关系精确的，数量足够的控制点进行测量，借助随机软件，将原有的坐标数据和现在获取的数据，输入软件，进行工地校正，得到转换参数。其中，起算位置设置在基准站，由GPS接收机确定，其精度控制在一定范围的大地坐标，这对于RTK测量是没有影响的，进而获取WGS-84大地坐标。此种方法在操作上存在缺点，RTK对距离有一定的要求，而这就是缺点。

2.2受地形等因素的影响而出现的基准站不能设定时，能使用任意摆放方式来完成，也就是建立虚拟基准站，通过测量手簿得到WGS-84的坐标，通过流动站，进而获取各个控制点处的WGS-84坐标。

3、基准站选取和设定。GPSRTK定位的数据处理过程是指基准站和流动站之间的单基线处理过程，因此对于基准站和流动站有很高的标准，两者数据以及信号传播质量对定位数据处理的结果有着极大的影响。基准站与流动站之间的距离非常重要，因为RTK测量中，距离增大、初始化时间增长，测量的精度会降低，所以两者之间要小于10km，并且基准站的上方大面积遮盖卫星信号的存在与否，周围是否有大面积水域或者高压电线设施需要认真考虑，因为它会对RTK数据链通讯的无线电干扰产生影响。基准站的设定包括了：构建项目和坐标系统管理、基准站电台频率的设定、GPSRTK工作方式的选取等等，只有当这些基本的设置都完成以后，才能够确保整个基准站正常运用，此时才能使GPS-RTK基准站开始测量并利用电台完成数据的传输。

4、流动站的设定。流动站设定包含的有：构建项目和坐标系统管理、流动站电台频率的设置、输入坐标以及GPSRTK工作方式的选择等。同样的，也只有完成基本设置之后，才可以启动GPS-RTK流动站，并开始测量作业。

5、测量数据的检测和处理。将在一天当中所收集的数据发送到计算机中，并对数据实施基线向量的处理工作，以此来保证外业数据的准确性，同时也是对外业数据收集工作的一种检验。在数据的处理工作采取的是随机软件GPSV5.2来具体实施，依据全自动处理基线向量的输出指标，就可以了解到基线的检测状况。另外，对于测量前的质量检查RTK必须确保测量的准确性，这就需要对已知点进行检核，不能有盲点出现。RTK确定整周模糊度的可靠性最高可达到95%，RTK比GPS的误差大，这影响了信号的传输。因此，RTK测量是比较容易出错的，所以一定要控制质量。那么我们通常是通过RTK来对已知控制点的坐标进行检测，并对其进行比较检核，问题一旦发生，就必须要进行纠正，直到合格后才进行测量。

6、野外返工。对于已经通过检查和系统分析且结果显示各项客观因素均超出上限的基线，实施野外返工。因为其控制的面积较大，交通不便利等各种因素，在返工的工作上要分布进行：不管是何种因素导致单独的控制支点不可以和两条独立基线连接使用，并将其设定到次日的观测工作计划中，对观测网的补测以和重测进行适当的调整，使其至少不能少于一条独立的基线；针对舍弃基线的独立环中所包含的基线数量大于十个小时以上，因为在点位的安排上不符合GPS的相关测量规则，从而造成了一个观测站点进行反复的重测之后，还是不能达到各项技术规定限差。整网观测之后对基线进行重测，依照技术的设计要求选取其他最新的测量点进行重测。

结束语

RTK图根控制测量具有较高水平的自动化技术，而且能夠迅速提供得到准确度检验的结果信息，后续不需要再进行数据处理。具有天然的在相互不通视的情况下，可以远距离传输3维坐标这个巨大的优势，且不会出现累积误差，定位精准，采集到的数据具有实际的参考意义。操作较为简单且有较高的效率，减少了外业开支及劳动强度，劳动效率在一定程度上得到提高。

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