GPS RTK技术在工程测绘工作中的应用体会

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[摘要]本文对gps rtk作业的仪器配置的实施、GPS RTK作业过程进行了介绍，并从实际作业应用GPS RTK中对精度进行了分析，论证了GPS RTK技术在工程测绘工作中的应用，以期为同类工程提供借鉴。

[关键字]GPS RTK技术 应用 工程测绘

[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-108-2

0 前言

称载波相位差分技术（RTK技术）对两个测站载波相位观测量实时处理的差分方法，其可精确三维定位精度达厘米等级。三角测量、导线测量等常规控制测量都需要点间通视，浪费人力、物力，精度也不均匀，户外作业中，对测量成果和观测精度不能实时显示。对比定位测量GPS静态、快速静态能够控制测量各种高精度，它不必进行点间通视，但要进行数据后处理，不能实时知道定位及精度，在内业进行处理，对不合格的精度要进行返工。控制测量运用RTK技术既能够对定位结果实时知道，也可以清楚定位精度，对作业效率大大提高。

1 实施GPS RTK作业的仪器配置

以Trimble4700GPS接收机为例进行说明。

1.1 设置GPS RTK基准站

（1）在比较开阔的地方安置基准站，能够看到高度角13°以上的天空。

（2）基准站的WGS-84坐标的精度高低是RTK测量的关键。坐标误差每10m可以引发每公里1mm的误差。下面的方法可以获得基准站的WGS-84坐标。

①设置基准站在WGS-84坐标的已知点上；②如果GPS控制测量测区，可以根据以前的控制浏览量获得；③清楚地方坐标的投影关系及与WGS-84坐标进行基准转换的参数，可以进行投影、基准转换参数和地方平面直角坐标进行输入。④通过基准站接收机进行几个小时的观测，对该点的WGS-84坐标利用处理软件求解；⑤为了减弱实时单点定位值可能导致的几十米的误差，要进行点较正。

在实际应用过程中，一般通过后三种方法得到基准站的WGS-84坐标。在工作中，进行RTK测量前，一般用GPS控制网进行观测测区，利用软件得到基准转换参数。如果没有利用GPS控制网观测测区，那么可以利用现场点校正的方法对基准转换参数进行求取。

（3）采用TRIMMARK IIe电台为基准电台，进行实时测量前，要保证连接好电台天线，防止烧坏电台。

（4）将TSC1控制器连接到基准站接收机，对项目、选择坐标系统进行建立，测量模式选取为Trimble RTK， 选取天线类型、电台类型及天线高测量方式，对基准坐标进行设置。

1.2 设置GPS RTK流动站

设置流动站项目参数相似于基准站，而不同之处是以内置接收电台为流动站的电台；流动站为了达到厘米级的测量精度在测量前进行初始化，其方法有三种OTF、已知点及新点。4700接收机采用OTF，在运动中进行初始化。初始化时对5颗及以上卫星要求同步观测，如果卫星下降4颗以下，要再次进行初始化。

1.3 野外点较正

（1）GPS实测的坐标是WGS-84大地坐标系坐标，在静态测量中，联测地方坐标控制点，对WGS-84坐标与地方坐标的转换关系利用后处理软件得到，从而为了得到地方坐标成果通过转换GPS观测的WGS-84坐标成果得到。在RTK测量中，如果已采用静态控制网测量过该测区，我们可以直接进行后处理，得到转换关系。

（2）有两种办法进行点校正：第一种就是如果清楚基准转换参数和投影，点校正的进行通过TSC1控制器软件对水平和竖向改正进行计算。原因是对基准转换参数使用后，在地方控制点获得的转换坐标间会与GPS获得的存在着微小偏差，这些可以利用辅助校正进行减小，TSC1控制器使用点校正，通过对这些改正进行计算，即平面改正和高程改正。平面改正对地图投影中的尺度误差变形进行了剔除，而，高程改正以正常高代替地方椭球高；另一种就是对投影和基准转换参数不清楚，进行No Projection/No datum定义，接着对点校正后要求网格或者地面坐标进行说明，当对地面坐标进行要求时要输入参考高程。基于提供的控制点控制器软件对横轴墨卡托投影进行计算和转换三参数基准。

（3）根据数据的不同，点校正输出项目如表1。

2 GPS RTK作业过程

2.1单点测量

（1）在测量杆顶端观测点上安置天线。

（2）将TSC1控制器电源打开，在主菜单上选取Survey，移动光标到Trimble RTK并回车，再对Measure points进行选择。

（3）设置Type field为Topo point，再将点名、代码及天线高输入。

如果状态行显示RTK=Fixed时，就可以进行观测，按下回车或[Measure]。跟踪的卫星数量，卫星图形精度，观测精度要求影响观测时间的长短。当出现[Store]功能软键时，如果满足要求则可以按下，对观测值进行储存，否则放弃观测，按下[Esc]。

2.2 放样测量

（1）将需放样的点、直线、曲线、边界、道路、横板、备注等在TSC1控制器主菜单Key in中输入，其它作业过程相似于单点测量。

（2）完成初始化后，将放样点或桩号输入，按[Start]或[Enter]键。箭头图形及目前位置到被放样点的方位角和水平距离在TSC1控制器面板上进行显示。根据箭头提示观测者可以走向放样点。如果观测者距离放样点比设定值小，控制器显示屏上出现十字丝图形，其表示放样点的同心圆及天线中心。当十字丝重合圆心时，结束放样，按下[Measure]键对该点实测。

3 GPS RTK作业应用实例与精度分析

3.1 碎部测量

2002年2月对某隧道工程以1：500新增地形图进行实测工作。由于测区海拔在4000米，复杂的地形及茂密的植被，通视条件不好，在短时间内如果采用常规测量方法不是可能完成高精度的测图工作。我们采用了RTK技术，基准站1个，流动站3个共4人，对2.5平方公里的1：500地形图测量工作用了三天时间完成，保证整个项目的设计工作的顺利开展。在进行测量时，利用RTK检测部分路线控制桩，其精度统计如表2。

备注：表中较差是利用RTK对平面、高程成果进行实测与定测时控制桩的平面、高程成果间的较差

以上实践中可知GPS RTK测量能够对高精度获得，符合1：500地形图测图的要求。

3.2 中桩放样

2002年4月在某铁路某段进行中桩放样。该项目为改线中桩测量，分为5段，最长一段为18公里，最短为9公里。如果采用常规测量方法，要敷设合导线5条，每5人为1组，至少要40组。因此，我们采用RTK技术，进行作业时分配1人在基准站，3人流动站，15天没完成了全部放样工作。在放样中，我们复测了改线段起终端部分控制桩。经过检查后可知RTK放样精度符合《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）中桩放样精度限差的要求。

4 结束语

基于保证质量的前提下，采用GPS RTK技术，可以使工作效率大大提高，也减轻了劳动强度，对一些传统测量作业不能完成的任务，GPS RTK技术都有出色的表现。GPS RTK技术的应用也给各个应用领域带来巨大的效益。随着不断加强的精度控制，一定会在更多的、不同的测量工作中得到推广普及。

参考文献

[1]李凤和.GPS-RTK技术在地质勘探工程测量工作中的应用[J].城市建设理论研究.2012（15）.

[2]吴小正，刘晓琳，王萍.RTK技术在乡村地形图测量中的应用[J].黑龙江交通科技.2007（1）.