浅谈GPS RTK 在大比例尺地形图测绘中的应用

GPS-RTK技术在地质勘查工程测量中的应用

摘要:本文从理论方面较深层次讲解了GPS-RTK测量系统的定位原理,其中还对GPS-RTK定位的优缺点重点介绍。

关键词:GPS-RTK 载波相位 应用

GPS RTK技术是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它由GPS接收设备、数据传输系统和内嵌软件构成,是一种全新的GPS定位测量方式,是GPS应用的重大里程碑。其工作原理是将一台接收机置于基准站上,另一台或几台接收机置于流动站上,通过差分处理求解载波相位的整周模糊度,实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位坐标。GPS RTK技术改变了传统的测量模式,能够实时地完成厘米级定位精度和不通视情况下远距离测量坐标,且没有累积误差,测量精度较高。优点为工作模式简单,需要不多的测量人员,定位速度快,操作简便,综合效益高等。地质矿产勘查测量是进行地质矿产建设的前提,其测量精度的高低、工作效率的快慢均对后续的矿产勘查工作带来不小的影响。传统的测绘技术,外业工作量极大,效率较低,且精度有时不能得到满足。鉴于GPS RTK技术在各方面的优越性,其在地质矿产勘查测量工作中得到了广泛的应用,主要表现在矿区控制点加密、地形测量、地质剖面测量、钻孔、探槽等测量。

1 GPS-RTK简介

1.1 GPS-RTK原理 GPS-RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,是GPS测量技术中的一个新突破,可在野外获取点位厘米级的水平精度。其基本思想是:在基准站上设置一台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,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。

1.2 GPS-RTK优点

(1)测量过程直观透明,可实时动态显示测量成果。能够及时查看坐标定位,并使三维实时动态放样、快速成图等问题得以解决。

试论GPS-RTK技术在土地勘测定界中的应用

摘要：土地勘测工程中通常使用常规的导线测量方法和GPS测量方法，两种方法各有利弊，前者虽然简捷但是无法获得准确数据并且浪费时间，或者虽然可以得到相对精确的数据但是测量后还需对数据进行处理分析，同样浪费时间。GPS-RTK技术，作为一种新型的测量技术手段，不仅可以短时间、更精确地测量出土地使用范围而且操作简单节省时间。

关键词：GPS-RTK技术、土地勘测定界

随着我国经济建设的发展，各类建设项目用地越来越多，土地勘测定界任务越来越重。随着科技的进步，测绘仪器也得到了飞速的发展。在土地勘测中，全球定位系统（GPS）在土地勘测中得到广泛应用，采用GPSRTK技术进行土地勘测、定界测量，与传统的极坐标法、关系距离法相比，具有精度高且均匀、作业效率明显提高并降低作业员的劳动强度等优点。

1、GPS-RTK技术概述

1.1GPS-RTK技术基本原理

实时动态（RTK）测量系统是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。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，其基本思想是：在基准站上设置1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，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。RTK测量系统一般由以下三部分组成：GPS接收设备、数据传输设备、软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。软件系统具有能够实时解算出流动站的三维坐标的功能。RTK测量技术除具有GPS测量的优点外，同时具有观测时间短，能实现坐标实时解算的优点。

GPS-RTK在地形测量中应用的总结

摘要：随着GPS RTK测量技术的日益成熟，RTK广泛应用于地形测量。文章阐述了RTK的作业原理，规范RTK的作业方法，提出在今后的地形测量中运用RTK测量技术应注意的几个要点。

关键词: GPS-RTK；地形测量；应用总结

1 引言

目前，RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术已广泛应用于地形测量，它因为操作简单，实时定位精度高而广泛应用于很多测量单位。而传统的测量主要以布设导线和极坐标的形式，使用经纬仪或全站仪对测区进行控制测量和地形测量，传统的测量方法，耗时费工，并受自然地形条件的限制。随着RTK测量技术的成熟和广泛应用，大大改善了传统测量模式，GPS RTK测量技术的发展是一场革命性的突破，它具有操作简单，定位速度快，定位精度高，误差不累计不传播，节省人力物力，效率高，不受通视条件限制等优点。在地形测量中，RTK技术可以取得良好的生产效益。

2 RTK技术概述

2.1 RTK测量技术的工作原理

RTK技术是全球卫星导航定位技术与数据通信技术结合的载波相位实时动态差分定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果。

GPS-RTK测量技术，是GPS测量技术与数据传输技术的结合，是GPS测量技术的一个新突破。RTK技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，其基本思想是：在基准站上设置1台GPS接收机，对所有可见的GPS卫星进行连续地观察，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时的发送给用户观测站。用户接收机实时的解算整周模糊度，并得出用户接受机的三维坐标及其精度。基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，在流动站通过无线电接收基准站发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站的坐标差△X、△Y、△Z;坐标差加上基准站坐标得到流动站每个点的WGS-84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标和高程。

全站仪配合RTK测图方法浅述

使用全站仪配合RTK进行全野外大比例尺带状地形图测图，可使外業测量工作变的轻松，减少外业工作量，缩短勘测周期，对带状线路测量的方法产生了巨大的变革，大大的提高了测量精度和效率。随着RTK技术的发展针对RTK的信号中断、遮挡等问题将不断的被解决，例如天宝公司设计的R10GNSS智能接收机，其集成的xFill断点续测技术就能够有效的应对无线通信的中断，在通信连接中断期间，能够无缝的提供不间断的厘米级定位。

1 RTK数据的坐标转换

1.1 GPSRTK技术的工作原理

GPS RTK是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它能够实时提供观测点在既定坐标系中的三维定位结果，测量精度精确到厘米。GPS RTK定位系统主要包括流动站与基准站两部分。通常在地势较高、视域开阔的高等级已知控制点上设置基准站，通过它将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，然后经基准站电台发射出去。流动站GPS接收机再利用OTF（运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后以厘米级的精度计算出流动站的定位。用户可以对观测点的数据观测质量以及基线解算结果的收敛情况进行实时观测，以观测点设定的精度直接计算观测时间，以提高工作效率。

1.2 坐标转换

GPS全球卫星定位系统中设有一个WGS84地心坐标系统，而测绘单位通常采用参心坐标系统来测绘地形，GPS定位成果要应用与日常测绘工作，必须先进行数据转换。

确定整周未知数后，系统按单差观测方程就可以给出基线向量的解（ΔXij，ΔYij，ΔZij），其中i、j分别代表参考站和流动站。基于对参考站地心坐标（ΔXi，ΔYi，ΔZi）的考量，流动站的瞬时地心坐标应为：Xj=Xi+ΔXij，Yj=Yi+ΔYij，Zj=Zi+ΔZij

2 GPS-RTK碎步点数据的采集 以往外业测量带状地形图时一般首先需要在测区建立图根控制点，然后再图根控制点的基础上进行全站仪或经纬仪配合小平板测图，随着电子技术的发展，外业测图发展到外业使用全站仪和电子地物编码，利用大比例尺软件来进行测图，无论如何都要求在测站上测量四周的地形地貌碎部点，且碎部点都必须与测站通视，并且要求至少2-3个人操作。同时在外业测量过程中，大比例尺带状地形图有着自己的特点，带状地形图一般要求在设计中线（路由）左右多宽的范围内测量。如此以来，在外业测量的过程中使用全站仪等传统的测量设备、测量方法已经比较难满足以上测量方式的要求。随着GPS技术的发展，采用GPS-RTK技术，仅需要一个人在需要采集的地形地貌碎部点上呆上1-2秒，输入碎部点的特征编码，碎部点的特征编码，按照约定的符号、数字、字母表示。使用“-”表示和前后一个点相连，用数字表示需要连接的点号，使用字母表示地物类型，如此外业大比例尺地形图测量工作就变得就可以完成一个碎部点的外业采集，并实时掌握测量的精度，在使用RTK测量时，可以将测图的范围在电子手簿中键入测图的范围线，保证测量的内容和范围不重不漏。在完成一天的外业工作回到室内，使用专业的软件输出外业测量的数据，根据测量的编码完成一天内业的数据编辑，最后由作业组内部、作业组之间完成带状地形图的拼接工作。