浅谈GPS-RTK测量工作中的应用

　　摘要：GPS定位是目前国内外最先进的测量手段之一，以其精度高、高效率、高效益、全天候的优势被广泛运用于我国的经济建设中，对RTK在日常测量工作中的应用做一下陈述与分析。
　　关键字：GPS静态测量，快速静态定位，RTK测量，点校正
　　一. 引言
　　在大比例尺地形图航测像控工程中,GPS定位技术已得到了普及。目前，在生产单位利用GPS进行像控点测量的方法基本划分为三种:经典静态测量、快速静态测量、RTK测量，这三种方法基本是根据GPS技术的发展而提出来的。
　　RTK测量技术因其作业速度快、生产组织更为灵活、内业计算工作量小、资料整理便捷、实时测定测站坐标等明显优势而成为这几年在城市测量中使用较多的测量手段。RTK的基本原理：GPS实时动态测量(RealTimeKinematic)简称RTK，又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。具体作业方法是：需要至少2台GPS接收机，在已知点（未知点也可以）上设置一台GPS接收机作为基准站，并将一些必要的数据，如基准站的坐标、高程、坐标转换参数等输入GPS控制手簿，一至多台GPS接收机设置为流动站，共同跟踪4颗以上卫星。基准站和流动站同时接收卫星信号，基准站将接收到的卫星信号通过基准站电台发送到流动站，流动站将接收到的卫星信号与基准站发来的信号传输到控制手簿进行实时差分及平差处理，实时得到本站的坐标和高程及其实测精度，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较，一旦实测精度达到预设精度指标，手簿将提示测量人员是否接受该成果，接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录于手簿中。
　　二.RTK的技术规范及技术设计：
　　1.RTK技术当前的测量精度（RMS）
　　平面10mm+1ppm；
　　高程20mm+1ppm。
　　 各等级GPS相邻点间弦长精度用下式表示：
　　2.RTK测量可用于的测量工作
　　控制测量：RTK技术可用于四等以下控制测量、工程测量的工作。
　　地形测量以及放样测量。
　　GPS等级网的精度指标
　　
　　测量等级 a(mm) b(ppm) 相邻点距离(km)
　　　
　　A级网：一般为区域或国家框架网、区域动力学网；
　　B级网：为国家大地控制网或地方框架网；
　　C级网：为地方控制网和工程控制网；
　　D级网：为工程控制网；
　　E级网：为测图网。
　　
　　3 RTK的测量距离
　　由于RTK数据链的传播限制和定位精度要求，RTK测量一般不超过10km。可按各等级测量要求计算某个测区的最长流动站距离。但在中小比例尺测图时，在等高距大于2米时，可将测距放宽至不大于15km。当等高距小于2米时，应不大于10公里。但要注意下列要求：
　　(1)GPS接收机的性能要高，且机内有先进的数学模型，能确保长基线进行正确整周未知数的求解。
　　(2)数据链的性能要好，传送距离要远，能正确无误的将参考站的数据发送到流动站。
　　(3)根据无线电传播的规律，参考站和流动站离地面要有一定的高差。
　　(4)参考站和流动站之间必须没有山体、楼群之类的遮挡，另外作业区域内还不能存在强烈的电磁波等干扰。
　　发射距离与电台天线的高度也有关系。由于参考站电台天线发射UHF波段差分信号波,天线的高度对RTK测量距离影响很大，天线高与作用距离服从于下列公式：
　　D=4.24×（√H1+√H2）
　　式中√H1和√H2分别是基准站和流动站电台的天线高，单位为米；D为数据链的覆盖范围的半径，单位为公里。上式是在无障碍物遮挡和无电波干扰的理想条件下的覆盖范围，实际应用中将会有所出入。根据测区大小，可设置不同的发射天线高度。
　　A.RTK测量准备：
　　1）测区内欲用作参考站的控制点应首先进行图上设计，分析RTK链的覆盖范围。如果某处距控制点过远，应加测高等级控制点，再进行RTK测量。
　　2）RTK测量时应视测量目的、要求精度、卫星状况、接收机类型、测区已有控制点情况及作业效率等因素综合考虑，按照优化设计原则进行作业。
　　3)当测区内有GPS永久性跟踪站、国家A或B级网点、GPS地壳形变监测点时，应首先选用作参考站点。
　　4)为了检验当前站RTK作业的正确性，必须检查一个以上的已知控制点，或已知任意地物点、地形点，当检核在设计限差要求范围内时，方可开始RTK测量。
　　B.参考站的设置要求:
　　1).点位要求
　　参考站选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。
　　周围应视野开阔，截止高度角应超过15º；周围无信号反射物（大面积水域、大型建筑物等），以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰。
　　参考站应尽量设置于相对制高点上，以方便播发差分改正信号。
　　参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外，要远离高压输电线路、通讯线路50米外。
　　2).参考站设置
　　参考站上仪器架设要严格对中、整平。
　　GPS天线、信号发射天线、主机、电源等应连结正确无误。
　　严格量取参考站接收机天线高，量取二次以上，符合限差要求后，记录均值。
　　3).参考站运行期间作业要求
　　尽管各RTK设备在设计时考虑到防水、防晒等因素，但作业时应尽量避免暴晒或雨水淋湿。
　　参考站工作期间，工作人员不能远离，要间隔一定时间检查设备工作状态，对不正常情况及时作出处理。
　　由于参考站除了GPS设备耗电外，还要为RTK电台供电，可采用双电源电池供电，或采用汽车电瓶供电。条件许可时，可采用12V直流调变压器直接同市电网路连接供电。
　　C.流动站的设置要求:
　　1).流动站作业准备
　　在RTK作业前，应首先检查仪器内存或PC卡容量能否满足工作需要。

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