试论GPS—RTK技术在地形测量中的应用

简鑫恒

摘 要：目前，我国的RTK技术日益成熟，其在测量工程中得到了广泛应用。GPS-RTK技术具有高精准度、高效率的特点，因此，其在地形测量的应用中具有十分重要的意义。就GPS-RTK技术在地形测量中的应用及其技术特点进行了简要分析。

关键词：测量工程；地形测量；GPS；基准站

中图分类号：P228.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.06.160

1 GPS-RTK技术简介

在我国，大多数人都知道GPS是全球定位系统的缩写。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代空间卫星导航定位系统，其作用是收集军事情报，并提供全球导航服务和开展应急通讯、核爆监测等工作，在军事方面扮演了重要的角色。随着社会的发展，GPS不断被应用于更多领域，发挥着越来越重要的作用。GPS-RTK技术基于实时动态差分法，是一种能在野外实时定位的测量方法，是GPS应用的重大里程碑，极大地提高了野外业作业的效率和资源利用率。

一般意义上的RTK技术是指利用GPS流动站接收GPS基准站的差分信号。流动站不仅能通过数据链接收来自基准站的数据，还能采集GPS观测数据，其可处于静止状态，也可处于运动状态。采用GPS技术能实时获得观测站在指定坐标系中的三维定位结果，且具有较高的精度。在RTK作业模式下，系统可在1 s内得出差分观测值。基准站可通过数据链将该值和观测站坐标信息传送至流动站。基准站可在固定点上将数据初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索和求解；在整周的未知数获得固定解后，即可进行每个历元的实时处理。只要保证4颗以上的卫星收集相位观测值和必要的几何图形，则流动能随时给出厘米级的定位结果。

2 GPS-RTK技术在地形测量中的应用

2.1 测量原理

RTK技术的测量原理是在基准站上安置1台GPS接收机，并观测所有可见的GPS卫星；将采集到的观测量数据传送到基准站电台的载波上，基准站会比较观测值与已知位置信息，从而得到GPS差分改正值；基准站与流动站同时接收GPS卫星发出的信号，并得到本站的坐标、高程和精度指标。这种测量方法的关键是求解起始的整周模糊度，并保持其不变。因此，基准站与流动站的数据通讯必须保持良好的状态。

2.2 具体应用措施

2.2.1 土地外业施测

土地外业施测主要包括宗地测量、土地利用更新调查测量和违法用地测量等。测试组由2人组成，一个人为基准站，另一个人携带仪器前往每个区域立杆并记录数据、输入特征编码。在记录数据时，测量人员的立点应准确，取3 s为记录单元；整个区域测量完毕后，测量人员回到室内，利用专业软件输出图幅。

2.2.2 基准站的选定

要想顺利进行RTK测量，选好基准站是关键。基准站、电台的发射天线必须建立在海拔相对较高的位置，且要保证基站附近没有GPS信号反射物，以防数据链丢失。在传统的控制测量中，采用导线网测量的精度较低，且耗费工时。而采用RTK技术测量可同步接收基准站与卫星的观测数据，实时计算整周的未知数和用户站的三维坐标，大大提高了作业效率。

2.2.3 内业处理

想要快速完成数字化内业成图工作，就必须将外业测量存储的RAT文件的格式转换为可在CASS5.0软件中运行的格式，从而快速完成内页处理。

3 GPS-RTK技术的特点

3.1 优点

3.1.1 操作简便

目前，GPS在越来越多的测量工作中得到了应用，操作人员只需要将GPS的相关设备其与电脑连接，无需耗费大量的人力、物力，就可以实现全自动化的实时监控定位。

3.1.2 不间断作业

RTK技术不受天气的影响，可24 h不间断地工作，为地形测量工作提供了极大的便利。

3.1.3 定位的精准度高

采取RTK技术定位的坐标精度为1～2 cm。但采用RTK测量时，需要等待测量数据稳定后再确定测量结果，从而提升日后测量工作的精准度。

3.1.4 工作效率高

采用RTK技术测量不受地形等外界条件的影响，因此，其工作效率比传统方法高很多。

3.2 缺点

虽然GPS-RTK技术具有定位准确、测量精度高、操作简便等优点，但世界上没有十全十美的技术，其在日常地形测量中也存在很多缺陷。

3.2.1 大气电离层会影响测量精度

采用RTK技术传输测量信号时，大气电离层会产生电磁波折射、反射等现象，进而会吸收能量和引发信号畸变，严重影响了微波通信，导致测量数据不准确。因此，应避免在温度较高的地区采用RTK技术测量。

3.2.2 测量会受到卫星数量的影响

在采用RTK技术测量时，要想达到一定的测量精度，至少要有5颗卫星同时接收信号，但GPS空间卫星群一般只有4颗GPS卫星发送信号。因此，在高层建筑较多的城市、山区等地不适合采用GPS技术测量。

4 结束语

GPS-RTK技术作为地形测量的手段之一，在实际测量过程中具有很多优点。随着GPS-RTK技术的不断发展，其必将在工程地形测量中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]李伟.城镇地籍调查规程[M].北京：地质出版社，2013.

[2]徐莉.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，2010.

〔编辑：张思楠〕