GPS-RTK技术的原理及其在地籍测量中的应用

徐艳梅

（天津市武清区测绘队，天津 301700）

GPS-RTK技术的原理及其在地籍测量中的应用

徐艳梅

（天津市武清区测绘队，天津 301700）

科技的发展总会带来技术的进步，随着科技的发展，越来越多的技术被应用于人们的生产生活中，以GPS全球定位系统为例，其最早的应用方向是卫星定位，随着时代的发展，其应用的方向也越来越广泛。地籍测量是GPS新的应用方向，通过使用GPS进行地籍测绘，极大的简化了测量流程且提高了测量的精度，对于测绘工作有着极大的推动作用。本文将在分析GPS地籍测绘原理的基础上对GPS地籍测绘中的一些技术问题进行讨论。

地籍测绘；GPS；技术问题

GPS全球定位系统最早是由美国开发并应用于军事的定位系统，随着时代的进步与发展，GPS也逐渐被应用于生产生活的各个方面，尤其是其在地籍测绘中的应用更是使得地籍测绘工作有了极大的突破。GPS是一种定位精度较高且测绘较为方便的地籍测绘方法，其在地籍测绘中的应用极大的方便了地籍测绘工作，使得地籍测绘由原来繁琐的工作中解脱出来，且测绘精度有所提高。

1 GPS全球定位系统的工作原理

GPS定位系统现今主要有两种定位模式：（1）单点定位技术，（2）GPSRTK技术。其中单点定位技术工作原理与单点定位方式相类似，其主要依靠的是精密的轨道和卫星时钟差来对位置进行定位，同时利用双频载波的方式来进行定位，此种定位方式被大量应用于生产生活中。GPS-RTK技术与单点定位方式有所不同，其主要原理是将多个GPS系统作为虚拟的参考基站，通过对测量数据与基站数据进行一定的计算来得出定位数据，通过此种方式，使得多个定位站的测试结果就构成了一个能快速实现定位的流通站，从而可以快速的对测绘地域的位置以及地面情况进行测绘，此种测绘方式测绘精度较高且测绘范围较为广泛现今被广泛应用于地籍测绘中。

2 GPS-RTK技术原理及系统组成

GPS-RTK技术是实时载波相位查分的简称，其主要工作原理是通过将一台GPS接收器作为基准站，其他的GPS接收机放置于载体之上，GPS的基准站与流动站同时接受来自卫星的信号，其中基准站通过将所得到的定位数据与已知的位置信息进行对比，从而可以得到GPS定位信息的差分改正值，并将这一差分值传输到流动站中对流动站的测量数据进行修正以其得到较为精确的测量数据。其中精密的GPS定位所采用的都是相对定位技术，所采用的是差分修正的方法，其中差分根据其数据类型可以分为伪距差分、坐标差分以及相位差分三种，RTK所采用的是相位差分法。在实际测量时由于卫星的轨道误差、时钟误差以及电离层的折射等会对GPS测量造成一定的影响，因此在测量的过程中多采用的是双差观测值方程来进行定位解算，在进行定位前需要确定整周未知数，这一确定整周未知数的过程被称为动态定位的初始化。

2.1 RTK系统基准站的组成

RTK系统基准站是由GPS接收机以及卫星接收天线、无线电数据链电台以及发生天线等组成，基站最主要的作用是通过对比GPS定位测量值与确定的定位信息值来得出GPS实时相位差分修正值，并将这一数值传递到流动站进行测量数据修正。其中在测量的过程中需要注意基站与流动站之间的数据链接是否稳定，在作业时需要注意将天线放置在周围没有遮挡物的空旷地带，同时为了降低基准站设备之间的相互干扰应当将GPS接收天线与发射天线之间的距离至少保持在2m以上，且两者的通信线缆需要摆放整齐以免信号干扰。

2.2 RTK流动站的组成

RTK流动站主要是由GPS信号接收器与无线接收器组成，通过使用TSC1控制器来进行数据的解算。在进行GPS流动站的布设时，为了确保地籍测量的精度与可靠性，需要将被测区域选择高精度的控制点来进行检测的校对，且控制点应当均匀的分布在整个被测区域。

3 GPS-RTK技术应用于地籍测量中

3.1 基准站位置的选定

基准站位置的选定对于确保地籍测绘的精度有着十分重要的意义，在位置选定时需要注意以下几点：（1）尽量选择空旷且无强烈信号干扰的区域；（2）基准站的发射天线放置位置需要具有一定的高度；（3）避免选择影响无线数据链传输的区域。

3.2 测绘作业

在进行地籍测绘时如基准站架设完毕后即可开始进行测量，测量时一般是以两人为一组进行作业，其中一人在基准站上，另一人背负仪器设备沿着被测区域进行移动并立杆和记录数据，在作业时移动的人员需要对界址定点准确，以确保测量数据的准确。作业时的坐标系选用需要符合已知点的坐标系，如不知已知点坐标系应尽量选用国家基本坐标系。在进行投影参数的设定时，需要知道已知点的坐标中央子午线，如未能知道则选用当地经度作为中央子午线进行使用，其中X常数多设置为0，Y常数常选用500000，投影比例尺设置为1。

在进行作业时，当RTK方式出现后需要等待20分钟后待到GPS信号稳定后方可进行测量，以免数据误差过大，同时测量时无线数据链的距离应当控制在10KM范围内，以保证GPS数据的解算与精度的控制。

当基站架设完成后，即可开始单点定位，进入到碎部点的测量，存储一个坐标并将其命名为Pr1，而后进入到基准站的坐标输入界面，输入基准站坐标时按R键来获取已测点的坐标Pr1作为基准站的坐标，完成了RTK工作方式和发射方式的设定后基准站即可开始工作。而后到达被测区域的另一个已知点上重复以上测量并将测量数据命名为Pr2，完成了数据测量后，使用“求转换参数”功能完成参数的计算。

外业测量的数据是以RAT的格式进行存储的，需要使用“测点成果输出”功能对RAT数据进行格式转换，而后才能将文件打开，打开后结合外业的草图，可以较为快速的完成数字化内业成图的工作。

结语

GPS-RTK技术在地籍测量中有着良好的应用，相对于以往的测量方式其具测量较为简便，且具有较高的测量精度，现今在地籍测绘中被广为使用。本文在分析了GPS-RTK技术工作原理的基础上对地籍测绘作业中的工作步骤以及所需要注意的问题进行了分析探讨。

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A

10.13612/j.cnki.cntp.2015.18.271