GPS PPK技术在测量外业中的应用探讨

涂果

摘 要：在物探测量外业生产时，需要用到相关的测量技术加以辅助，提升测量的效率。基于GPS PPK技术的外业测量，可融入数据的获取方式，GPS PPK技术是GPS技术中的重要部分，即动态后处理技术，其在测量外业中的应用，给测量施工带来便利，因此需对此技术展开研究，在探讨PPK技术操作原理的同时分析RTK技术，此外，具体比较二者的相同与不同，最后给出融合的建议。

关键词：GPS;PPK;RTK;应用

测绘技术的快速发展，推动了GPS技术的发展，在国民经济建设、国防建设以及社会发展等各个方面都有应用。GPS技术的发展带动了动态测量技术的发展，出现RTK技术以及网络RTK技术，丰富了GPS工作的范围。对常规的RTK来说，其工作原理主要是将基准站观测的数据传送到流动站，然后流动站再对数据进行处理，生成厘米级的3维坐标，而PPK即动态测量数据后处理技术，以快速求解整周模糊度的方式生成3维坐标，观测值最小为2-5历元。PPK技术的出现减少了数据流通的流程，补充测量作业。

一、RTK与PPK测量技术的操作原理

（一）RTK技术的操作原理

RTK技术是GPS技术中的一部分，是载波相位差分技术的简称，操作原理是在接收机上配备基准站和流动站，并且保证基准站和流动站能在同一时间上接收到相同GPS卫星发射出的信号，及时对基准站接收的数据与系统本身的数值进行比对，然后在其中找到GPS的差分进行纠正，随后通过电台将数据发送到流动站里，保证流动站接收的GPS数据的精准性，这一系列操作原理工作完，测量外业才能获取相对准确的位置。[1]

（二）PPK技术的操作原理

对PPK技术的操作原理分析可知，其需要通过观测一台同步运行的基准站和流动站来采集至少两个历元的数据，加入流动站动态数据，实施后续处理，进而保证前面获取的基本数据在处理时符合内业标准。PPK技术应用呈现出明显的特点：能快速获取厘米级的三维坐标，观测两个历元时，不需电台连接，不受地形因素影响。

二、分析PPK技术在测量外业中的操作流程

（一）搭建基准站

PPK技术在测量外业时首先需要架设基准站，架设前需要在测量区任意一个地点选择适合监测的位置设为基准站，并且在这个位置上安装一台GPS接收机接收静态化的信息，采样率为1s或5s，允许基准站在控制范围内运作。

（二）设置流动站

架设基准站后，还应在测量区设置一台或者几台接收机以PPK模式来运作，这些接收机组成流动站，普遍采用Trimble接收机的观测模式，目的在于保证其他接收机能有效观测常规静态化的数据，同时流动站的采样率与基准站保持一致。

（三）实地观测

PPK技术在测量外业中进行实地观测前需要初始化，而初始化主要表现在两个方面：第一，初始化在观测前，当使用Trimble观测模式接收数据时，时间控制在8-15分钟之内，控制手簿初始化后完成数据的收集;而使用其他接收机则需要观测15-20分钟，在动态测量模式观测前提下，待测点的精度要求一般在5个历元上，确保历元间隔为1s，这一过程需要流动站始终处于开机的状态，才能实时接收来自卫星信息，一旦衛星中途出现失锁的情况，则需要重新初始化;第二，初始化在测量中，也就是在测量前不进行初始化的操作，而直接测量，在历元间隔1s的基础上同样采集5个历元以上，保持观测中接收机处于开机状态，连续跟踪卫星信息，同时一边观测，一边实施初始化，但如果卫星中途出现失锁情形，就需要重新初始化，二者的差别是当卫星失锁发生在初始化完成之前，那么之前的待测点就要重新测量。[2]

三、外业测量中比较RTK技术与PPK技术

（一）相同之处

RTK技术与PPK技术在外业测量中的相同特征，主要有以下几个方面：第一，在定位精确度上二者是相同的，因为都能获取厘米级的三维坐标;第二，在实地观测上都需要进行初始化操作;第三，作业模式上都是基于基准站和流动站的合作完成的。

（二）不同之处

RTK和PPK之间也存在差异，外业测量上呈现出不同的作业形式，二者的差异主要体现在五个方面上。首先，虽然二者都要实施初始化操作，但实施的时间不同，RTK技术在初始化操作上所用的时间更少;其次，二者所需要用到支持的电台不同，对RTK技术来说，通讯电台是其主要传输数据的工具，而PPK技术则不需要;再次，二者在定位作业方式上不同，RTK技术以实时定位为主，流动站可以随时观看测量点对应的坐标以及获取精确的信息，PPK则以后处理定位为主，通过内业处理后才能知晓;随后，作业半径不同，RTK技术的作业半径一般在20km范围内，而PPK技术作业半径在50km;最后，体现在卫星信号影响的程度上，在RTK作业时，遇到如大树等遮蔽物的阻碍，很容易发生失锁现象;而通过PPK技术作业时，在观测前初始化后，一般不容易发生失锁现象。

（三）二者结合为测量外业工作服务

由上述可知，二者在具体的外业测量中既存在相同之处又存在区别，因此，将二者结合起来共同为测量外业工作，能达到优势互补。因为当遇较多较大障碍物时，RTK技术则不能发挥作用，出现失锁现象，降低作业的效率，严重的话还出现整改的情况，不利于外业测量，此时，需要考虑切换PPK模式，二者结合便于复杂地形生产作业，而在障碍物减少时，又更换为RTK的作业模式，因为RTK技术比PPK在效率上更有优势。

四、结语

PPK技术通过事后处理的方式获得坐标，接收机在观测过程中追踪卫星信息，从而保持数据的精确性，因此需要初始化，其优势是不受通讯电台的影响，作业模式简单，且逐渐呈现出成熟的发展模式，促进了GPS测量技术的发展。

参考文献：

[1]杜锐.GPS PPK技术在远海水下地形测量中的应用[J].全球定位系统，2017，42（1）：111-113.

[2]洪日桂.基于CORS的PPK技术在外业测量中的应用[J].现代测绘，2012，35（5）：57-58.