GPS—RTK测量技术的作业模式研究

摘要：本文主要探讨在不同的工作环境下，GPS-RTK的多种作业模式的灵活选择和应用。

关键词：GPS-RTK；参数转换；作业方式

1 引 言

GPS-RTK测量是基于WGS-84地心坐标系统，而我们工程中通常使用的是工程坐标系（北京54坐标系、西安80坐标系，WGS2000坐标系、地方独立坐标系、工程独立坐标系等），这就要求RTK能够实时进行WGS-84坐标系到工程坐标系的转换，以达到快速定位的目的。为此，本文根据不同的测量环境及转换方法，总结出GPS-RTK技术的几种作业方法，以充分发挥GPS-RTK技术的优势。

2 GPS-RTK工作原理

GPS-RTK测量技术是在参考站（基准站）上安置一台接收机，对卫星进行连续观测，然后通过无线传输设备将基准站观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站在接收基准站的传输数据的同时，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，得出测量点WGS-84坐标系中的定位数据。最后通过坐标系转换参数将其转换到所使用的工程坐标系上，得出其坐标。

3 GPS-RTK测量的几种作业方式

GPS-RTK流动站既可以先进行坐标系转换参数的求解，再根据实时采集的WGS-84坐标进行坐标系转换，实时反馈出工程坐标系中的坐标结果。也可以先进行WGS-84坐标的外业采集，然后内业进行转换参数的求解及坐标系转换，以求得工程坐标系中坐标成果。

由于已知点的坐标数据情况往往不尽相同，有的已知点可能同时具有WGS-84世界大地坐标系坐标和工程坐标系坐标，可以直接求解两坐标系统转换参数。而大多数的已知点可能只具有工程坐标系坐标，不能直接求解转换参数。为此，在GPS-RTK测量中，我们可以根据不同的起算数据及作业要求，灵活选用不同的作业模式，以充分发挥RTK技术的优点。

3.1 在WGS-84坐标系下的RTK作业方式

GPS-RTK测量是基于WGS-84坐标系统的，因此在WGS-84坐标系统下作业，无需考虑坐标参数的转换，在外业数据采集完成后，进行实时后处理，求解出待测点在工程坐标系中的坐标。这种作业方式要求必须事先知道工程坐标系与WGS-84坐标系间的转换参数，或者通过事后处理，能够求解出两坐标系的转换参数。

该作业方式的优点是：不必提前与已知点联测，可以在作业过程中顺便联测已知点，然后在事后进行坐标转换，求解出待定点的工程坐标系坐标。该方法在地形测量，断面测量等工程中需要多台流动站同时工作时，可以大大提高工作效率，减少外业工作量。缺点是不能实时提供工程坐标系成果。

3.2 在工程坐标系下的RTK作业方式

该种作业模式的特点是在进行测量作业前，首先进行转换参数的求解，然后在工程坐标系下进行RTK测量。

此种作业模式下，转换参数求解方法主要有两种：

（1）实时点校正法：即基准站架设完成后，在已知点上进行已知点WGS-84坐标的采集。采集结束后通过RTK软件进行控制点匹配和参数转换，确定点位残差在规范要求以内时，进行检测点检查和RTK测量。

（2）测前参数求解法：当测区控制网已进行过GPS静态或动态测量，即已经知道已知点的WGS-84坐标时，可以直接将已知点的WGS-84坐标和工程坐标同时输入测量手簿中，求解转换参数，然后进行点位检测和RTK测量。

该种作业模式的优点是可以实时提供待测点的工程坐标系坐标，因此可以在工程放样中广泛使用。

4 GPS-RTK测量基准站安置方式

根据GPS-RTK不同的作业方式，可以灵活选用GPS-RTK基准站的安置方式，以提高RTK工作效率。

GPS-RTK基准站的安置方式主要有以下两种：

（1）已知点上安置法

即将基准站在已知点上精确对中整平，然后进行RTK测量。该种方法的优点是：对坐标系参数转换流程没有限制，可以事先进行坐标参数转换，也可以将基准站在架设点上启动后，再进行参数转换。缺点是要求基站架设点位置有利于基站卫星信号的接收和数据信号的传送。满足两个要求的已知点可能不利于基站作业半径的覆盖，增加迁站的麻烦。

（2）任意架设法

即先将仪器架设在利于作业的制高点上，然后进行已知点的采集和坐标参数的转换。该种方法弥补了已知点上安置基准站作业方法的不足，尤其对工程地形条件复杂，已知点的信号覆盖不强等环境下有很好的优势，但是增加了基准站架设好之后对已知点WGS-84坐标采集的過程，对作业效率有一定影响。

5 总结

GPS-RTK技术操作简单，无需记录，大大提高了测量工作效率。通过测量过中相应的作业方式的优化，可以大大减少测量人员的劳动强度，充分发挥其测量优势。随着GPS-RKT技术的日趋成熟，GPS-RTK技术在各种测量领域中将会有更广泛的前景。

参考文献：

[1] 徐绍铨，张华海，杨志强. GPS 原理及应用[J]. 2000.

[2] 代玉民，孙芳芳. GPS RTK 测量作业方式的研究[J]. 西部探矿工程，2011，23（7）：161-162.

[3] 朱敏茹. 工程测量中应用 GPS RTK 技术的作业流程及案例研究[J]. 科技资讯，2011（3）：44-44.

作者简介：

王强，男，（1988.8-），云南丽江人，本科，助理工程师，云南省测绘科技咨询服务中心 测绘工程