关键词： RTK技术;工程测量;应用

　　一、 RTK技术

　　RTK定位技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GPS技术，是GPS测量技术与数据传输技术的结合，是GPS测量技术中的一个新突破。实时动态测量(RTK)测量的基本原理是：在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见的GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户流动站。在用户流动站上，GPS接收机在接收到GPS卫星的同时，通过无线电设备，也接收到基准站传输来的观测数据。然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户流动站的三维坐标及其精度。其精华就是以载波相位观测值为基础。

　　二、RTK测量的基本原理

　　实时动态(Real Time Kinematic——RTK)测量系统，是GPS测量技术与数据传输技术相结合，而构成的组合系统。是GPS测量技术发展中的一个新的突破。

　　RTK测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS(RTD GPS)测量技术。我们知道，GPS测量工作的模式有多种，如静态、快速静态、准动态和动态相对定位等。但是，利用这些测量模式，如果不与数据传输系统相结合，其定位结果均需通过观测数据的测后处理而获得。由于观测数据需在测后处理，所以上述各种测量模式，不仅无法实时地给出观测站的定位结果，而且也无法对基准站和用户站观测数据的质量，进行实时地检核，因而难以避免在数据后处理中发现不合格的观测成果，需要进行返工重测的情况。过去解决这一问题的措施，主要是延长观测时间，以获取大量的多余观测量来保障测量结果的可靠性。但这样以来，便显著地降低了GPS测量工作的效率。

　　在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电传输设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标，其精度可达到厘米级。这样通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测结果的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功，以减少冗余观测，缩短观测时间。

　　单基站RTK技术。CORS站网由若干个 CORS站组成，GPS 差分信号可从各个CORS站发出，也可从数据中心发出。在这种网络 RTK 模式下，每个基准站服务于一定作用半径的GPS用户，对于一般的RTK应用，服务半径可以达到30km。GPS 差分数据播发的数据链，可以用无线电台，也可用公用无线通信网，如移动GSM/GPRS或联通CDMAIX。单工站CORS就是只有一个连续运行站。

　　类似于一加一的RTK，只不过基准站由一个连续运行的基准站代替，基站同时又是一个服务器，通过软件实时查看卫星状态、存储静态数据、实时向Internet发送差分信息以及监控移动站作业情况。移动站通过 GPRS、CDMA网络两种通讯方式基站服务器进行通讯。

　　多基站CORS网络系统。多基站CORS是指分布在一定区域内的多台连续运行的基站，每个基站都是一个单基站系统，由控制软件自动计算流动站与基站间的距离，选点距离最近的CORS基站作为RTK 差分作业的参考站。

　　当前国内不同行业建设的CORS系统基本上还是独立运行的，很多单位的数据只在本单位甚至是本部门内共享和利用。在当前技术水平和市场可供产品条件下，根据本部门实际情况，从提高投资效益角度出发，选择单基站和多基站CORS系统是适合一些地、市、县测绘部门的优选方案。

　　三、RTK技术的优点

　　与常规测量仪器相比主要有以下优点：(一)作业效率高。这是RTK技术的最大优点，在一般地形，将RTK设在较高的开阔位置，一次可施测半径约为4km的范围，大大减少了常规测量仪器的搬站次数和对控制点数量的要求。在一般的电磁波环境中几秒钟即可测得一点坐标。(二)作业条件要求低，自动化程度高。RTK技术不要求两点间通视，只要求有电磁波信号，所以它受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，作业自动化程度高。实时动态测量(RTK)一般至少要接收5颗卫星才能进行，为得到厘米级的测量精度，测量前必须进行初始化，双频RTK大大缩短了初始化时间，而且可以在运动中初始化。(三)自动化、智能化程度高。操作简便，容易使用，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置，就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算执、其他测量仪器通据。如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。(四)成果质量有保证。PTK作业自动化、集成化程度高，测量功能强大。PTK可胜任各种测绘内、外业。流动站采用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能使辅助测量工作极大减少，减少人为误差，保证了作业精度。PTK测量可以大大提高工作及成果质量。它不受人为因素的影响。整个作业过程全部由测电子技术，计算机技术控制，自动记录、自动数据处理、自动误差计算。在中线放样的同时完成中桩抄平工作。

　　四、 RTK技术在工程测量中的应用及推广

　　RTK定位有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在工程测量中的应用及推广可以覆盖控制测量、碎部测量、施工放样、水下测量和断面及线路测量等各个领域。

　　(一)控制测量

　　控制测量是工程建设、管理和维护的基础，控制网的网型和精度要求与工程项目的性质、规模密切相关。城市控制网具有面积大、精度高、使用频繁等特点，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度。一般的工程控制网覆盖面积小、点位密度大、精度要求高。用常规控制测量如：导线测量、边角网，要求点间通视，且多数需要分段施测，以避免积累过大的误差，费工费时，且精度不均匀。如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。采用RTK技术测量，只需在测区内或测区附近的高等级控制点架设基准站，流动站直接测量各控制点的平面坐标和高程，对不易设站的控制点，可采用手簿提供的交会法等间接的方法测量。采用载波相位静态差分技术，可以保证达到毫米级精度。与传统作业相比较，由于点与点之间不需要通视，可以敷设很长的GPS点构成的三角锁，以保持长距离线路坐标控制的一致性，同时还具有点位选择限制少、作业时间短、成果精度高、工程费用低等优点，对于建立工程勘探、施工控制网和变形监测控制网等具有显著的优势。与静态GPS测量相比，能实时知道定位结果，不需事后进行数据处理，出现内业精度不符合要求返工的情况，缩短了作业时间，因而大大提高了作业效率，功效至少提高3~5倍。

　　(二)碎部测量与放样

　　RTK技术可应用于测绘地形图、地籍图、测绘房地产的界址点、平面位置的施工放样等。传统的平板仪测图、电子平板测图，需要布设图根控制点，并要求测站与测点之间能通视，至少需要2-3人操作。如果直接用RTK测图的话，可以不布设各级控制点，测图时仅需一个人背着仪器到测点上呆上1-2秒钟并同时输入特征编码，依据一定数量的基准点，便可以高精度并快速的测定界址点、地形点、地物点的坐标。在室内绘图时，把区域内的地形、地物特征点的数据传入计算机，即可由绘图软件成图。由于只需要采集碎部点的坐标和输入其属性信息，而且采集速度快，大大降低了测图的难度，既省时又省力。采用RTK技术进行放样，只需将参数如放样起点终点坐标、曲线转角、半径等输入RTK的外业控制器，即可放样。放样方法灵活，可以按桩号也可以按坐标放样，并能随时互换。放样时屏幕上有箭头指示偏移量和偏移方位，便于前后左右移动，直到误差小于设定值为止。由于每个点位的测量都是独立的完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。不像常规放样那样，需要后视方向、用解析法标定，因而简捷易行。

　　(三)水下测量

　　水下测量一直是我们工作的一个难点，用常规方法测量，速度慢精度差。如果进行大面积水下测量，东北地区只能在冬天靠冰眼的方法来进行测量，费时费力，RTK配合测深仪进行水下地形测量，改变了传统的水下地形测量方法，解决了大面积水域测量难定位、精度差的难题，使水下地形测量自动成图变为现实。在实际作业中，首先把GPS基准站在岸上架设好，然后在船上把GPS流动站、测深仪、手提电脑连接好，确认无误后，输人各种参数和数据就可以进行测量。测量过程中，可在计算机屏幕上看见船的实时位置，可随时校正船的方向。外业结束后，可以用专业软件处理数据资料，生成水下地形图。如果没有测深仪，可以采用Rl，K定位，用测深尺量测水深的方法，最后用展点程序把点位展到绘图软件中，生成水下地形图。这个方法只适用于小面积的水下测量作业中。

　　(四)断面及线路测量

　　在常规断面测量中，由于遮挡或距离过长等原因，要不断地转站来满足测量的需要，耗费大量的人力、物力。采用RTK作业，首先把各拐点坐标输人手薄，在实际测量中，调出所要测的两点坐标，手簿内自动生成一条直线(断面线)，并显示在屏幕上，手簿同时显示测量员所在原位置和距离起始点的桩号，这样测量员就可以知道自已是否在断面线上，也可以知道点位间距的大小。这样就避免了偏离方向和点位间距疏密不等。在大的断面测量中，如果拐点很多，可以分成几段同时测量。在测量时要注意记好点号和植被注记，如果分成几段测量，注意点号不能重复，以免内业处理时出错。由于RTK只是测量出各点的坐标和高程，而断面要用累加距离来表示，这就需要用Excel或其它软件换算过来。Excel的公式计算功能可以很方便的求出各点的间距和累加距，最后应用断面CAD软件可以直接生成断面，实现断面的数字化测量。

　　五、结束语

　　总而言之，随着RTK技术的不断完善，RTK测量的初始化速度、成果精度及可靠性会越来越高。其应用领域还将进一步扩大。我们可以期待未来在大区域的地面沉降测量、建筑物变形监测、精密设备的安装等诸多方面都将采用RTK技术。RTK的应用与研究必将进入一个崭新的阶段。

　　参考文献

　　[1]于来法.我国工程测量的发展趋势及战略目标[J].测绘通报，1996(2).

　　[2]徐绍铨.GPS测量原理及应用(修订版)[M].武汉:武汉大学出版社,2000.

　　[3]邬晓光，黄北新，丁锐.GPS-RTK技术在城市测量中的应用[J].城市勘测，2004(1).

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