GPS―RTK技术在地形测量中应用.doc

GPS―RTK技术在地形测量中的应用 　　【摘要】GPS-RTK技术即GPS实时动态载波相位差分定位技术，由于其操作简便、天气与通视限制条件少、定位精度高等特征，在测绘领域中取得了广泛应用，尤其是GPS RTK技术定位精度与自动化程度高、实时性强等优势，有效弥补了传统测量方式难以满足复杂地形测量需求的缺陷 【关键词】GPS-RTK技术；地形；测量 常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Realtimekinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率 一、RTK定位技术的原理 RTK定位原理：在RTK作业模式下，基准站接收机设在具有已知坐标的参考点位上，连续接收所有可视GPS卫星信号，通过数据链，将测站点坐标、载波相位观测值、伪距观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态等“载波相位测量校正值”一起发送给流动站。流动站接收机先进行初始化，在完成整周未知数的搜索求解后，进入动态作业，其在接收来自基准站的DGPS数据时，同步观测采集GPS卫星载波相位数据，通过在系统内差分处理求解载波相位整周模糊度，依此改正移动站接收机所地坐标系坐标）。基准站接收机和流动站接收机滞后载波测得的载波滞后相位，得到基准站和流动站之间的坐标差值△X、△Y、△Z，坐标差加上基准站坐标就可以得到流动站点的WGS84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个站点实用的三维位置 RTK的系统组成和工作原理：（1）基准站部分、接收GPS信号，包括：导航信号、 信号；提供差分坐标，星历等信息。（2）差分传送部分，将基准站差分数据传输给移动站包括测站坐标、观测值、卫星跟踪状态等数据。（3）移动站部分，接收GPS信号及基准站差分信号、并进行解算，得到实时的高精度定为结果。（4）手簿终端控制器。内置RTK测量软件，可设置基准站，移动站的工作参数，显示运动站实时坐标成果，技术测量参数，进行辅助线路设计等功能。（5）RTK工作原理。（6）RTK系统正常工作要具备一下三个条件：一是基准站和移动站要同时接受到五颗以上的GPS卫星信号；二是移动站要同时接受基站发出的差分信号和卫星信号；三是基准站和移动站要保持开始同时接受卫星信号，移动站在移动的过程中也要接受基准站信号 三、GPS RTK 在地形测量中的主要优点 1、实时显示仪器（天线）当前的位置 只要仪器各种数据设定正确，并正常运行时，就可以实时显示仪器所处的地理位置，工作人员可按照所显示的地理位置判断出要设置的物理点所在的方向、距离等具体事项，从而便于指导作业，大大提高了野外测量工作的效率 2、定位精度高 只要位于仪器 15km 的工作范围内测量，精确可以到厘米级（仪器标称精度一般为 10mm+2ppm，根据这样计算，在距参考站 15km 处相对于参考站的精度为 40mm），这样的精确度可以直接采集碎部点 3、操作方便，容易使用 随着 GPS 接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测量工作的工作紧张程度和劳动强度，数据输入、存储、处理、转换和输出能力，能方便快捷地与计算机、其他测量仪器通信。使野外工作变得轻松愉快 4、事先输入测量点坐标，采用导航方式引导放样 根据测线设计方案， 将需要放样的物理点导入到 GPS 动态测量流动站仪器当中，然后通过仪器的导航方法引导，便于迅速找到放样地点，根据仪器的显示数据得知放样地点的具体方向、距离、时间等有效信息，甚至还能知道当前的前进方位和速度。 这种方式能够提高实地放样的效率，杜绝出现有些点的漏测现象，确保了测线的全面性 5、作业效率高 在较为平坦的地势情况下， 高质量的 RTK 设站一次就可以一次测量完 4km半径的测区，极大减少了常规测量所需的控制点数量和测量仪器搬站的次数，仅需要一人操作，在电磁波环境下几秒钟就可以测量出一点坐标，比如对于地形测量来说，每小组每天正常工作的情况下，一天可以 0.8-1.5km 的地形图测绘，其精度和效率与常规测量是无法比较的，运作速度快，劳动强度低，节约了野外费用，提高了工作效率 6、降低了作业条件要求 RTK 技术不需要满足两点间光学通视，只要满足“电磁波通视”即可，与常规测量相比，RTK 技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。 常规测量系统常常受到地形复杂、障碍物较多的影响，只要满足 RTK 的基本工作条件，它就能进行快速、高精度的定位作业 7、可全天候作业