摘要：目前，RTK倾斜测量型GNSS接收机在测绘领域的应用越来越广，尤其是在城市勘测和复杂环境下的测量优势明显，较传统的RTK测量，具有无需整平、测量便捷、稳定性强等诸多优势，以徕卡GS18为例，介绍了RTK倾斜测量型GNSS接收机的发展现状，测量原理及应用。
关键词：RTK，倾斜测量，IMU，徕卡GS18
在日常的RTK外业测量时，将对中杆精确对中并保持气泡居中是基本常识，对中杆倾斜时就会产生测量误差，这在城市勘测中如墙角、电线杆或水边等仪器不易架设的位置，很难快速直接地测量出其精确位置。这时如果使用带有倾斜测量功能的RTK测量型GNSS接收机，便可方便快捷地精确测量其点位坐标。
1 倾斜测量的发展现状
目前，惯性测量单元（IMU）与GNSS领域融合快速发展，给复杂环境下的RTK定位带来了新机遇。传统倾斜补偿的解决方案大多是使用磁力计和INS（惯性导航系统），对电磁干扰十分敏感并且需要现场校准，倾斜补偿的角度范围通常限制在15°以内。为了克服上述的缺点，以徕卡GS18 GPS倾斜机为例，该设备使用基于工业级别微电子机械传感器MEMS的IMU来补偿测杆倾斜情况的位置改正，测量结果表明GS18倾斜机能较好实现倾斜补偿，在有信号遮挡等场景下仍能获得厘米级定位精度。这样的高精度能够满足大部分测量需求，给城市勘测等复杂环境下的测量工作带来了便捷。
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图2 基于工业级别微电子机械传感器MEMS的IMU
2 倾斜测量原理
RTK倾斜测量型GNSS接收机（以徕卡GS18为例）创新地将惯性测量单元（IMU）与GNSS天线完美融合，提供了方便快捷的倾斜补偿、倾斜测量方案。惯性测量系统通过实时获取对中杆的倾斜角度，实时将GNSS接收机天线相位中心的坐标转换为对中杆杆尖坐标，以达到实时快速测定待测点位置坐标。
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图3 倾斜测量原理图
3 倾斜测量应用
RTK作为测量的常规仪器，具备操作简单、位置精度高、时效性强等特点，但在测量环境苛刻的城市或其他特殊环境下，其优势难以全部发挥，但RTK倾斜测量型GNSS接收机的出现，为复杂条件下的RTK测量提供了高效可靠的测量方案。
以徕卡GS18为例，在国内大部分地区净空环境下，可接收超过30颗卫星同时参与RTK解算，即使是在高楼下作业也能轻松获得固定解。徕卡GS18采用新一代的ME7测量引擎，能跟踪现有和未来计划的所有GNSS信号，结合自身的自适应性算法，自动选择最好的卫星组合、自动切换最佳的差分改正数据。减少了在严寒酷暑下的等待时间，提升了测量舒适性。
图4 新一代主版兼容目前所有导航卫星的跟踪需求
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传统RTK在测量过程中需要整平气泡，对测量人员有一定的要求，灵敏的气泡左右漂移，也增加了测量的耗时。而徕卡GS18倾斜机采用了工业级微机电传感器IMU测量方案，无需看气泡，真正实现了即测即走。将RTK测点时间从5~10秒减少到2~3秒，同时避免了人为操作导致的误差，提高了测量精度。
在墙角、电线杆、台阶等特殊位置上，使用徕卡GS18倾斜机只需将对中杆尖放到待测点上即可获得点位的三维坐标，无需多余的计算工作。并且测量数据可以3D效果直接呈现在手簿上，哪里测过，哪里需要补测，一目了然。测量完成后，所测数据可直接以CAD成果输出，省去了内业连线、画图的烦恼，真正实现一步到位。
RTK倾斜测量使得外业测量更加便捷轻松，测量速度更快，作业更安全、放样更直观。可广泛用于城市勘测、管线测量、地形地籍测量、河流水域测量高寒地带测量等多个领域。
参考文献：
[1] 伍吉仓, 李玉婷. 利用徕卡GS18仪器进行高精度RTK定位试验与分析[J]. 测绘通报, 2019, 0(4): 155-158.
[2] 徕卡GS18倾斜机介绍.