杨旋
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摘要：RTK 技术是应用工程测量领域的一项重大技术革命，其应用及开发的前景十分广阔。文章分析RTK 的工作原理及特点，并重点探讨RTIK 的应用流程。
关键词：RTK 技术；工程测量；应用
引言
差分GPS 定位技术是一种高效的定位技术，它利用2 台以上GPS 接收机同时接收卫星信号，其中安置在已知坐标点上的GPS 接收机称为基准站，用来测定未知点坐标的GPS 接收机称为移动站。基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数，并将这一改正数发给移动站，移动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度。RTK（RealTime Kinematic）技术属于载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。它又分为修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站，改正移动站接受到的载波相位，再解求坐标，也称准RTK。差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站，进行求差，解算坐标，也称真正的RTK。RTK 技术是应用工程测量领域的一项重大技术革命，其应用及开发的前景十分广阔。笔者根据实践经验， 探讨了RTK 技术应用于工程测量时应该注意的一些问题。
1 RTK 的工作原理及特点
RTK GPS 定位，是实时处理两测站载波相位测量的GPS 差分方法，该方法分为两类即修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给用户站，改正用户站的的载波相位，来求得坐标。差分法则是将基准站采集的载波相位发送给用户，由此用户再与本站的载波相位观测值进行求差解算坐标。由方法上可知修正法实际上是形式上的差分，差分法才是真正意义上的差分。所以我们叫修正法为准RTK，差分法为真RTK。进行差分法RTK观测需要一台基准站接收机和一台或多台流动站接收机，以及用于数据通信的电台。RTK 定位技术是将基准站的相位观测数据以及坐标信息通过数据链方式即时发送给用户流动站，用户将通过数据链传输的基准站数据连同自采集的相位观测数据进行实时差分处理，从而实时地计算并显示用户流动站的三维坐标及其精度。
以载波相位观测值为基础静态定位测量是用两台或两台以上GPS 接收机分别安置在一条或数条基线的端点，根据基线长度的要求及其精度，对观测值进行处理，可以得到到任何一个测站精密的WGS-84 坐标系统下的基线向量，再经过国家三角点或更高精度级别的网点联测，坐标解算、平差、坐标传递、坐标转换工作。最终得到坐标，是需一段时间的工作。显然静态定位测量不具备实时性。而GPS 实时动态（RTK）定位技术则是实时动态定位测量，只要在两台GPS 接收机的基础上，增加一套无线电数字传输设备系统，即电台，将两个相对独立的GPS 信号接收系统联成有机的整体。基准站通过电台将观测值数据和观测信息实时地传输给用户流动站，流动站将基准站传来的载波相位观测信号与流动站本身的载波信号，形成基线进行实时数据处理，就能快速解算出两站间的基线值。由于接收机输入了相应的坐标转换和投影参数等，也就能实时地得到流动站测点坐标，这也正是RTK 测量的优势所在。
2 RTIK 的应用流程
测地型的GPS RTK 定位模式一般分为以下3 种：快速静态定位，准动态定位，动态定位。而在一个具体的工程项目中，使用GPS RTK 进行观测一般需要以下几个主要步骤：首先，进行内业准准备，收集有关的内业资料。
通常包括控制点的坐标、等级、中央子午线、坐标系参数以及与相关坐标的转换参数、是常规控制网还是GPS 控制网、控制点的地形和位置环境是否适合作为动态GPS 的参考站等。同时，需要在实施RTK外业测量前，先收集测区的小比例尺地形图，必要时进行野外踏勘，根据地形测量的特点完成内业的准备工作。
第二步需要求解测区的坐标系转换参数。一般而言，工程测量是在地方独立坐标系上进行的，这就存在GPS 系统中使用的WGS-84 坐标系和地方独立坐标系的坐标转换问题。由于RTK 作业要求实时给出当地坐标，这使得坐标转换工作非常重要。根据总体规划和工程需要，求定测区转换参数可按如下步骤进行：在测区以GPS 静态方式布设均匀分布的高等级GPS 控制点，获得各点的WGS-84 坐标和地方坐标系下的坐标，利用同一点的两种坐标求出转换参数。注意，为提高转换参数的可靠性，最好选用4个以上且分布较分散的控制点进行观测和求解，这样可通过多种点的匹配方案，检验转换参数的正确性及精度。
第三步是选定基准站的安放位置。数据传输系统由基准站发射电台和流动站接收电台组成，稳定可靠的数据链是动态初始化的前提。保持高质量的数据传输，可以减少解算时间、提高效率，基准站安置应满足下列条件：1）基准站可设立在有精确坐标的已知点上，也可设在未知点上，但最好设立在在已知点上；2）基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方，周围无高度角超过10m 的障碍物，有利于卫星信号的接收和数据链发射的位置，城市测量首选测区高大建筑物上；3）为防止数据链的丢失和多路径效应，基准站周围应无GPS 信号反射物( 大型停车场、大型建筑物、车辆拥挤的街区等)，200m 范围内无高压电线、电视台、微波站、无线电发射台等干扰源；4）参考站应选在土质坚实、不易破坏的位置；5）考虑到南北极附近是卫星的空洞区，电台的天线应架设在GPS 接收机的北方。
最后即可以在野外作业将基准站GPS 接收机安置在参考点上，开始测量工作。打开接收机，输入精确的参考站坐标和天线高度，基准站GPS 接收机通过转换参数将地方坐标转换为WGS-84 坐标，同时连续接收所有可视GPS 卫星信号，并通过数据发射电台将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态发送出去。流动站接收机在跟踪GPS 卫星信号的同时接收来自基准站的数据，进行处理后获得流动站的三维WGS-84 坐标，最后再通过与基准站相同的坐标转换参数将WGS-84 转为工程测量中需要的地方坐标。接收机还可将实时位置与设计值相比较，指导放样到正确位置。
3 结论
随着GPS 实时动态定位（RTK）技术的发展，我国的各个RTK 生产厂家也开始相继推出了具有一定自主知识产权的GPS 仪器，近年来新仪器所需要的初始化时间越来越短，精度也越来越高，可靠性越来越强，体积、重量也逐渐向轻巧灵活方向发展，同时世界范围内由于市场因素影响，仪器的性价比逐步提供，这些仪器在我国工程应用领域有着良好的使用、发展前途。
RTK 技术的使用不仅很大程度上提高了工作效率，而且减少了参加人员的数量。在使用RTK 技术进行地形测量时，平面精度在技术上已经很成熟，对高程精度，在使用过程中要高度重视并加以控制。同时，应尽可能的使做点校正的控制点包围整个测区，如果受条件限制，一定要复测高程，或者增加水准点后再做点校正。
参考文献：
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