GPS—RTK技术在像片控制测量中的应用

张传忠 杨淑灵 陈雪梅

摘 要：随着GPS系统的不断完善，GPS开始被广泛地应用在各个测绘领域，而RTK技术是一种定位更加精准的测量方法，因此它的出现是GPS应用的又一大突破，为各种控制测量提供了新的思路。其不仅能达到像控点的精度要求，还能减少测量用时，与常规方法相比具有很大的优越性，展示了RTK在航测中的广泛应用前景。

关键词：GPS-RTK；像控点测量；基准站；转换参数

1 像控点测量方法

①导线法。较长路线采用复合导线；短距离通常采用支导线法。②线形锁。③交会法。当已知点为三个时，采用前方交会或侧方交会；已知点为四个时，可以采用后方交会。④引点法。如果在测量时通视不佳则可以选择引点法。

高程控制点根据地形条件可以采用：①高程导线；②测图水准和经纬仪水准；③三角高程路线；④独立交会高程点。

上面的几种像片控制点的测量方法，是传统的测量方法，因此在实际应用中难免会受到一些限制，具体体现在：①由于高等级的控制点成果比较少，所以在测量时，测量工作非常困难。②由于大部分像控点一般都是处在通视条件不好的位置，因此在测量之前必须做相应的辅助性工作，使测量周期延长，同时增加了测量成本。③在通视条件不好的地区，在一天之内可以完成测量的点非常少，因此前面的几种测量方法由于测量时间长，过程繁琐，无法满足工程测量的用时要求。

2 RTK技术原理

RTK技术的原理是：首先在确定点上布置一台GPS接收机，其目的之一是作为基准站，同时将基准站的坐标、高程、坐标转换参数等关键数据存入GPS控制手簿中。还要另外设置几台GPS接收机，其目的是作为流动站。基准站和流动站同时接收卫星信号，基准站接收的信号会传输到流动站，流动站将接收的信号以及基准站传过来的信号一起再传输到控制手簿中，然后对这些信号进行实时差分及平差处理。通过比较实时得到的坐标、高程、实测精度与预想中的指标相比较，如果达到了测量精度的要求，控制手簿将会对测量成果作出评价，并提示测量人员是否接受此次测量成果，测量人员接受成果之后，继而将所测的坐标、高程、精度都记录下来。

GPS-RTK技术测量示意图

3 技术要点

3.1 基准站的选择

在利用RTK技术进行定位测量时，在选择基准站时，应确保流动站与基准站相隔的距离不能过大，理论范围是5～10km。为了使流动站更好地接收来自基准站的信号，两者之间的天线应该满足“准光学通”。在平坦的地区利用RTK技术测量，往往可以成功的完成测量的工作，但是在一些地形复杂的地区，RTK技术则很难被实施。

另外为了提高各点与基准站之间的距离，就要让其能够准光学通视。在实际测量中，可以事先在测区内布置若干个控制点，在这些控制点上再架设基准站，为了避免卫星信号受测区上空各种无线电的干扰，可以通过提高天线的架设高度来实现。

基准站和流动站的选择

3.2 坐标转换参数的求解

在利用RTK技术测量时，假设选取的坐标系是北京54坐标系，由于流动站获取的各种坐标参数实际是高斯平面坐标，因此要对转换参数进行求解。求解的方法具体有如下几种。①把带有控制点的WGS-84坐标和北京54坐标结合起来，建立一种关系，然后对参数进行求解。②测量人员可以提前通过GPS的控制测量，求出转换参数，从而实现对两个不同坐标系统之间的转化。③通过投影方式来求解转换参数。

上述三种方法是较为常见的求解方法，现对①方法进行具体论述。1）在利用RTK技术进行定位测量时，基准站往往设置在已知的控制点上，于是该点的WGS-84坐标和北京54坐标都是已知的，然后把这两个坐标输入到控制手簿中，就可以非常容易的获得转换参数。此法是在无WGS-84坐标成果的情况下使用的一种方法。基准站的WGS-84坐标通过单点定位得到，再用流动站到控制点上去采集WGS-84坐标，然后应用采集的数据进行转换参数的求取。2）在一些地形复杂的区域，由于并没有合适的控制点来设置基准站，这个时候就可任意的设置基准站的位置，即假想一个基准站的北京54坐标，其WGS-84坐标可以直接从测量手簿里读取出来，然后再采集各个控制点和流动站的WGS-84坐标。由于所有的坐标均是假想而来的，因此在对转换参数进行求解时，基准站就不出现在参数的求解过程中。

3.3 RTK作业前的检验

RTK测量的可靠性取决于数据链传输质量和流动站的观测环境。在测量时部分数据信息由于受到干扰被暂时的遮掩起来，还有部分数据信息在传输的过程中发生传输错误造成了误差，因此在利用RTK技术进行测量时，真正可以利用的数据并不多，因此在测量之前，必須要对数据链传输质量和流动站的观测环境进行检验。在测量工作开始之前，要对基准站和流动站的各种设备的参数设置进行检查，通过反复的检查，观察是否存在设置问题；观测窗口的状态检验、卫星数量要求、卫星高度角要求、GDOP值等都需要提前检验。通过这些检查，不仅可以发现基准站和流动站中是否存在一些可以避免的设置错误，还可以检验RTK技术的实际作业情况是否满足像控点的精度要求。

4 结束语

随着GPS-RTK技术的不断发展成熟，其在测绘领域中得到了很好的应用，并与传统测量技术相比，体现出了巨大的优越性，因此RTK技术是一种非常实用的测量技术。RTK技术在测量上，操作并不复杂，测量人员不需要具备非常专业的测量知识就能完成测量工作。但是必须要认识到，在利用RTK技术进行测量时，对基准站的准确选择非常的关键。在测量的时候，要做好作业前的检验工作，保证数据链的传输质量和流动站的观测环境满足测量要求，避免卫星信号受测量区域上空各种无线电的干扰。

参考文献

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