浅谈网络RTK在村庄规划编制工程首级控制测量上的应用

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摘要：本文阐述网络rtk的概念、原理、结合村庄规划编制工程首级控制测量网络RTK技术的具体应用，实际检验了测量精度，探讨了网络RTK的误差来源，证明网络RTK能够代替静态E级GPS的精度要求。

关键词：网络RTK， 控制测量 ，应用

Abstract: this paper expounds the concept and theory of RTK network, combined with the village head control planning of engineering measurement network of RTK technology application, the actual inspection the measuring precision, discusses on the origin of the error of RTK, proves network can instead of static RTK grade E GPS accuracy.

Keywords: network RTK, control survey, applications

中图分类号：[P258]文献标识码：A文章编号：

1 引言

随着全球卫星导航定位系统(Global Navigation Satellite System，简称GNSS)、计算机、数据通信和互联网络（LAN/WAN）等技术的不断发展成熟，连续运行基准站系统CORS的运用，特别是CORS系统内网络RTK测量功能的实现改变了传统测量作业模式，较大的提高了测绘工作的效率。

2 网络RKT概述

2.1 网络RTK概念

在某一区域内建立多个（一般为3个或3个以上）的GPS基准站，对该地区构成网状覆盖，并以这些基准站中的一个或多个基准，计算和发播GPS改正信息，对该地区内的GPS用户进行实时改正的定位方式，称为GPS网络RTK,又称为多基准站RTK。

2.2 网络RTK工作原理

它利用多个基准站构成一个基准站网,然后借助广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS中的基本原理和方法来消除或削弱各种GPS测量误差对流动站的影响,从而达到增加流动站与基准站间的距离和提高定位结果精度的。

2.3 网络RTK系统组成

网络RTK系统由基准站网、数据处理中心、数据通讯部分链路和用户部分组成，如下图所示。基准站网将观测到的数据通过数据通信金链实时传送给数据处理中心，数据处理中心首先对传送过来的各个基准站的数据进行预处理和质量分析，然后对整个基准站网数据进行统一解算，实时估计出网内的各种系统误差的改正项（电离层、对流层、轨道误差），建立误差模型。

2.4 网络RTK的优势

（1）改进了初始化时间，扩大了有效工作范围，且精度均匀、可靠。

（2）Cors系统连续运行，用户随时可以观测，使用方便提高工作效率。

（3）拥有完善的数据控制系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的可靠性。

（4）用户不需架设参考站，真正单机作业，减少了人员物力等费用。

（5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰。

3 网络RTK运用实例

3.1测区概况

测区中央子午线117°，为南安市5个镇27个村，总计约21.6平方公里的地形图测量，要求每个行政村布设不少于两个E级GPS点。测区内地势平坦，房屋密集，道路纵横。

本项目利用C级GPS四个已知点，经现场踏勘，标石完好，作为本项目平面控制点起算数据。福建省测绘地理信息局于2004年完成的全省大地水准面精化成果，可以作为本项目高程控制起算使用。

3.2控制作业

首级控制利用C级GPS控制点为起算点与检测点，以行政村为单位，每个行政村布设不少于两个控制点，采用FJCORS系统（南安市FJCORS系统已覆盖，信号良好），按网络RTK技术（一级点）进行测定。采用WGS-2000坐标系与1980西安坐标系转换参数，采用4个C级GPS点计算，所选参考点分布均匀，能控制整个测区。网络RTK观测严格按照以下要求进行测量：

（1）网络RTK测量流动站在CORS网的有效服务区域内进行，并实现数据与服务控制中心的通讯。

（2）RTK测量流动站不在隐蔽地带、成片水域和强电磁波干扰源附近观测。

（3）观测开始前对仪器进行初始化，并得到固定解，当长时间不能获得固定解时，应断开通信链路，再次进行初始化操作。

（4）每次观测之间流动站重新初始化。

（5）作业过程中，如出现卫星信号失锁，应重新初始化，并经重合点测量检测合格后，才继续作业。

（6）每次作业开始与结束前，都进行一个以上已知点的检核。

（7）截止高度角15°以上，卫星数6颗以上。

（8）PDOP值小于6。

（9）测量手簿设置控制点的单次观测的平面收敛精度≤±2cm。

（10）RTK平面控制点测量流动站观测时采用三角架对中、整平，每次观测历元数应大于100个，每个点位各观测4次，平面坐标较差应满足≤±4cm要求后取中数作为最终结果。

网络RTK高程控制测量与平面测量同时，RTK高程控制点测量高程收敛精度均≤±3cm，每个点位均观测4次，其高程较差均≤±4cm，取中数作为最终结果，再进行精化计算。

3.3已知点校正残差见表1。

表1

3.4测量控制点成果见表2。(这里不详细列出、为了资料保密采用“*”代替数字)

表2

3.5 内部精度情况

（1）转换参数：水平残差0.5cm，限差2cm，垂直残差2.8cm，限差3cm。

（2）PDOP值：最大为3.3，限差6。

（3）点位中误差：最大为2.4cm(YY2)，最小为1cm(SY2)，限差5cm。

3.6 网络RTK测量成果的外部检核

采用Leica TCR402全站仪进行边长和高程检测，比较反算距离、高差与实测距离、高差作为检查成果。按以上方法外业随机抽样检查了12个E级GPS控制点，占控制点总数的22%，边长12条，边最大误差0.024米；最大高差误差0.038米，检查结果见表3。从检查资料可以看出, 本次网络RTK测量成果是可靠的，施测方法是科学的，E级GPS点精度符合CJJ8-99《城市测量规范》要求。

表3

4 网络RTK误差分析

经实例检验可知有以下三个方面的误差来源：

(1)受到网络影响，如某个基准站离线，对部分流动站作业有一定影响，如精度、测量时间长短等。

(2)在误差模型方面，如果电离层和对流层异常活跃，采用的模型将可能不稳或是不正确，实时获得的流动站点位成果可靠性无法保证。

(3)连续作业时，为保证实时性及效率，未重新生成虚拟站位置及数据，一定范围内扔采用初始已得固定点位差分的差分信息，这样差分信息对流动站所测点位成果就有一定的影响精度。

5 结语

网络RTK是目前国内乃至全世界GPS的最新技术和发展趋势，欧美及日本已经建立起完整的系统，国内也进人了蓬勃发展的阶段，有些省份地区已经建成并试运行使用。随着各地区厘米级大地水准面的不断精化，运用网络RTK技术必将代替传统的控制测量，以满足城市建设对测量提出的快速及时服务的要求。

参考文献：

[1] 徐绍铨等. GPS 测量原理及应用， 武汉测绘科技大学出版社, 1998。

[2] 刘永昶等. RTK 控制测量及其精度检验。

[3] 黄俊华，陈文森．连续卫星定位综合服务系统建设与应用[M],北京科学出版社，2009。

[4] 骆光飞等.CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》，国家测绘局 2010。

[5] GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》。

作者简介：黄国富（1981――），男，福建省沙县人，测量工程师。