论文部分内容阅读
摘 要随着科学技术的不断发展，测绘科学技术同时也得到发展，GPSRTK技术的出现使各个领域的测绘越来越精确。作为科技含量较高的GPSRTK技术已运用到各建设领域中，使测量的效率和成果精准度得到很大提高。农田水利的测绘为RTK技术的运用提供了广阔的平台，在城市测量中的运用也较为频繁。
关键词浅析 GPSRTK 建设测绘 运用
中图分类号:P2 文献标识码：A
一 GPSRTK测绘原理
RTK测绘技术是全球卫星导航定位技术和数据通信技术结合的载波相位实时动态差分定位技术。是GPS测量技术中的一种新的突破，它可以实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果。作业方法是：在基准站上设置一台GPS接收机，所有可见的GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时发送给流动站。在流动站，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站的观测数据，然后根据相对定位，实时求解整周模糊度数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。使用动态GPS测量技术，测量人员在初始化后，就能在短时间得到点的坐标。 RTK定位测量系统通常由三部分组成：①卫星信号接受系统，测量应包含至少一个基准站接收机，若干个流动站接收机；②数据传输系统；③软件系统，数据传输系统由基准站的发送和流动站的接受组成，它是实现实时动态测量的关键设备。软件解算系统有能实时解算出流动站空间三维坐标的功能。
二 利用RTK接收机进行外业数据采集 1.基准站的架设 基准站的点位选择应方便安置接收设备和操作，开阔的视野。基准站必须远离大功率无线电发射源，并远离高压输电线路。基准站附近不能存在强烈干扰接收卫星信号的物体。 基准站的间距必须考虑GPS电台的功率和覆盖范围，应尽量设在以获得最大的数据通信有效半径相对较高的位置。按要求连接好一切连线后，打开接收机，输入基准站的WGS-84坐标、天线高、链路的连接方式。待电台指示灯显示发出通讯信号后，流动站立即开展工作。基准站接收机接收卫星信号后，将载波相位观测值和测站的三维坐标信息，发射电台将数据传送给流动站，可供数个流动站使用。 2.流动站工作 通过手薄建立项目，对流动站进行参数设置，这个参数必须和基准站电台相匹配，在已知点的平面坐标和现场采集的WGS-84大地坐标进行点校正。接通流动站接收机和电台后，接收机在接到GPS卫星信号的同时，接收到了由数据通讯电台发来的伪距差分改正数和载波相位测量数据。这个过程所用时间不到1min，只要接收到4颗卫星和基准站的信息，测量人员可在短时间内得知所测点三维坐标。采用RTK技术测图时，选择“测量/RTK测量”，进入碎步点测量。在点位精度符合要求的情况下，只需一人携带流动站RTK接收机上的碎部点上观测一两秒钟，同时在现场绘制地形草图，便于内业编图。 3.处理数据 白天外业采集数据后，晚上应及时将数据进行内业数据处理。在电脑上用CASS6.1软件结合白天所画草图进行内业成图，为确保成图的正确性和准确性，对编辑后的地形图进行实时检查。RIK数据的下载应用易测数据传输软件进行，选择“cass.dat”格式输出数据，以实现RTK数据和测图软件的数据格式的统一，为业内成图做准备。绘制地形图时打开CASS6.1改变1:1000的图像缩放，开启展点命令，输入数据文件名，然后根据外业所绘草图，人机交互编辑，连接成图。 4.精度分析RTK测量 根据测图规范要求，图跟点对于最近三角点的平面位置中误差不可超过图上±0.1mm，换算成实地点位误差分为±10cm。RTK测点的点位中误差为±（1.5-2.0）cm，完全能够满足精度要求。 5.RTK测量的误差来源及削弱措施 应用RTK技术在数字测图时，有卫星星历误差、卫星时钟误差、多径效应，以及基准站的对中误差等。作业时需注意以下几点：①影响电离层，主要是基准站与流动站之间的距离较远或高差较大时，或卫星高度角较小时，这种误差能达到5―10cm，在作业时应尽量避免；②多径效应的影响，在树林、河流旁边等地段测量时，应延长观测时间；③高程拟合方面的影响，大地水准面模型的精度高低也直接影响到内插值的精度，应用易测E650型双频RTK接收机进行点校正拟合时，采用两个点的高程数据拟合的精度三个点以上要好。
三 RTK控制测量 RTK控制测量前，应根据任务的需要，收集测区高等级控制点的地心坐标、参心坐标、坐标系统转换参数和高程成果等，进行技术设计。RTK平面控制点按精度划分等级为：一级控制点、二级控制点、三级控制点。RTK高程控制點按精度划分等级为五等高程点。平面控制点可以逐级布设、越级布设或一次性全面布设，每个控制点应确保有一个以上的等级点与之通视。进行RTK测量可采用单基准站RTK测量和网络RTK测量两种方法。在通信条件困难时，也可以采用后处理动态测量模式进行测量。已建立CORS网的地区，应优先采用网络RTK技术测量。
四 精度统计 先在试验区域范围的四周控制点（平面二级以上、高程为四等）进行检查，满足规范的要求才能作起算点。采用网络RTK和全站仪，根据相关要求对每个地形点同时进行测量。网络RTK开始测量的同时做好卫星预报，在不同的时间段作了初始化。 作业区域共测量347个地形高程点，根据统计所测数据结果：平面取位至毫米位、高程取位至厘米位，获取的测量结果都是厘米级，平面较差最大值为6.6厘米，最小值为0.4厘米，点位较差平均为2.5厘米；高程较差最大值为4.5厘米，最小值为0厘米，高程较差平均为3.8厘米较差。室内采用南方公司成图软件Cass2008土方计算功能建立DTM数字模型计算土方量误差为5%。
五 成果数据处理与检查 1.RTK地形测量外业采集的数据应及时从数据记录器导出，并对数据进行备份，同时对数据记录器内存进行整理。 2.RTK地形测量外业观测纪录使用仪器自带内存卡和测量手簿，记录项目和成果产出包括下列内容： ①参考点的点名、残差、转换参数转换； ②基准站、流动站天线高度、观测时间； ③流动站平面、高程收敛精度；2000国家大地流动站的坐标、平面和高程成果数据； 3.导出的成果数据在计算机中使用相应的成图软件编辑成图。 4.用RTK技术施测的图根点平面成果应进行100％的内业检查和不少于总点数10％的外业检测，外业检测使用相应等级的全站仪测量边长和角度等方法进行，其检测点应均匀分布测区。 5.用RTK技术施测的图根点高程成果应进行100％的内业检查和不少于总点数10％的外业检测，外业检测使用相应等级的三角高程、几何水准测量等方法进行，其检测点应均匀分布测区。
六 总结
网络RTK进行的图根测量和地形测量不受大气、地形、通视等条件的限制，高效、误差不累积，达到厘米级的精度，节省人力，物力。在运用过程中应注意周围环境，视觉，卫星高度角大于15°；与强烈干扰接收卫星信号天体的距离远（如大功率无线电发射源、离高压输电线及水域），可取代常规的地形测量方式，以满足规范和用户要求。RTK的外业观测与常规测量中的外业观测有很大的差异，除了接收机天线的安置，接收机中的参数设置（截止高度角、采样间隔），及启动，关闭等工作需工作人员完成外，整个观测工作全由接收机自动完成。 传统的地形测量运用三角网、导线网方法进行测绘，首先要做图根点，必须相互通视，然后在某一点上架好仪器，由三名人员进行测量；使用RTK时，基准站尽可能设在测区地势较高、视野开阔的点上。基准站的设置完成后，只需一个参考点观察是否正常工作，其它人在流动站接收机进行操作，可以同时设置多个流动站，使用一个基准站就能独挡一面，因此进行地形测绘提高工作效率，同时也节约工作成本。
参考文献
[1]RTK技术在控制测量中的误差及精度控制 甘肃科技，2007 08
[2]测绘工程中GPSRTK技术的应用实例.测绘与空间地理信息 2006 -06
[3]GPS测量原理及应用.武汉大学出版社，2005-7-1
[4]GPS卫星测量原理与应用．北京：人民交通出版社，2002．
[5]全球定位系统(GPS)原理与应用大连海事大学出版社 1999年
关键词浅析 GPSRTK 建设测绘 运用
中图分类号:P2 文献标识码：A
一 GPSRTK测绘原理
RTK测绘技术是全球卫星导航定位技术和数据通信技术结合的载波相位实时动态差分定位技术。是GPS测量技术中的一种新的突破，它可以实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果。作业方法是：在基准站上设置一台GPS接收机，所有可见的GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时发送给流动站。在流动站，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站的观测数据，然后根据相对定位，实时求解整周模糊度数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。使用动态GPS测量技术，测量人员在初始化后，就能在短时间得到点的坐标。 RTK定位测量系统通常由三部分组成：①卫星信号接受系统，测量应包含至少一个基准站接收机，若干个流动站接收机；②数据传输系统；③软件系统，数据传输系统由基准站的发送和流动站的接受组成，它是实现实时动态测量的关键设备。软件解算系统有能实时解算出流动站空间三维坐标的功能。
二 利用RTK接收机进行外业数据采集 1.基准站的架设 基准站的点位选择应方便安置接收设备和操作，开阔的视野。基准站必须远离大功率无线电发射源，并远离高压输电线路。基准站附近不能存在强烈干扰接收卫星信号的物体。 基准站的间距必须考虑GPS电台的功率和覆盖范围，应尽量设在以获得最大的数据通信有效半径相对较高的位置。按要求连接好一切连线后，打开接收机，输入基准站的WGS-84坐标、天线高、链路的连接方式。待电台指示灯显示发出通讯信号后，流动站立即开展工作。基准站接收机接收卫星信号后，将载波相位观测值和测站的三维坐标信息，发射电台将数据传送给流动站，可供数个流动站使用。 2.流动站工作 通过手薄建立项目，对流动站进行参数设置，这个参数必须和基准站电台相匹配，在已知点的平面坐标和现场采集的WGS-84大地坐标进行点校正。接通流动站接收机和电台后，接收机在接到GPS卫星信号的同时，接收到了由数据通讯电台发来的伪距差分改正数和载波相位测量数据。这个过程所用时间不到1min，只要接收到4颗卫星和基准站的信息，测量人员可在短时间内得知所测点三维坐标。采用RTK技术测图时，选择“测量/RTK测量”，进入碎步点测量。在点位精度符合要求的情况下，只需一人携带流动站RTK接收机上的碎部点上观测一两秒钟，同时在现场绘制地形草图，便于内业编图。 3.处理数据 白天外业采集数据后，晚上应及时将数据进行内业数据处理。在电脑上用CASS6.1软件结合白天所画草图进行内业成图，为确保成图的正确性和准确性，对编辑后的地形图进行实时检查。RIK数据的下载应用易测数据传输软件进行，选择“cass.dat”格式输出数据，以实现RTK数据和测图软件的数据格式的统一，为业内成图做准备。绘制地形图时打开CASS6.1改变1:1000的图像缩放，开启展点命令，输入数据文件名，然后根据外业所绘草图，人机交互编辑，连接成图。 4.精度分析RTK测量 根据测图规范要求，图跟点对于最近三角点的平面位置中误差不可超过图上±0.1mm，换算成实地点位误差分为±10cm。RTK测点的点位中误差为±（1.5-2.0）cm，完全能够满足精度要求。 5.RTK测量的误差来源及削弱措施 应用RTK技术在数字测图时，有卫星星历误差、卫星时钟误差、多径效应，以及基准站的对中误差等。作业时需注意以下几点：①影响电离层，主要是基准站与流动站之间的距离较远或高差较大时，或卫星高度角较小时，这种误差能达到5―10cm，在作业时应尽量避免；②多径效应的影响，在树林、河流旁边等地段测量时，应延长观测时间；③高程拟合方面的影响，大地水准面模型的精度高低也直接影响到内插值的精度，应用易测E650型双频RTK接收机进行点校正拟合时，采用两个点的高程数据拟合的精度三个点以上要好。
三 RTK控制测量 RTK控制测量前，应根据任务的需要，收集测区高等级控制点的地心坐标、参心坐标、坐标系统转换参数和高程成果等，进行技术设计。RTK平面控制点按精度划分等级为：一级控制点、二级控制点、三级控制点。RTK高程控制點按精度划分等级为五等高程点。平面控制点可以逐级布设、越级布设或一次性全面布设，每个控制点应确保有一个以上的等级点与之通视。进行RTK测量可采用单基准站RTK测量和网络RTK测量两种方法。在通信条件困难时，也可以采用后处理动态测量模式进行测量。已建立CORS网的地区，应优先采用网络RTK技术测量。
四 精度统计 先在试验区域范围的四周控制点（平面二级以上、高程为四等）进行检查，满足规范的要求才能作起算点。采用网络RTK和全站仪，根据相关要求对每个地形点同时进行测量。网络RTK开始测量的同时做好卫星预报，在不同的时间段作了初始化。 作业区域共测量347个地形高程点，根据统计所测数据结果：平面取位至毫米位、高程取位至厘米位，获取的测量结果都是厘米级，平面较差最大值为6.6厘米，最小值为0.4厘米，点位较差平均为2.5厘米；高程较差最大值为4.5厘米，最小值为0厘米，高程较差平均为3.8厘米较差。室内采用南方公司成图软件Cass2008土方计算功能建立DTM数字模型计算土方量误差为5%。
五 成果数据处理与检查 1.RTK地形测量外业采集的数据应及时从数据记录器导出，并对数据进行备份，同时对数据记录器内存进行整理。 2.RTK地形测量外业观测纪录使用仪器自带内存卡和测量手簿，记录项目和成果产出包括下列内容： ①参考点的点名、残差、转换参数转换； ②基准站、流动站天线高度、观测时间； ③流动站平面、高程收敛精度；2000国家大地流动站的坐标、平面和高程成果数据； 3.导出的成果数据在计算机中使用相应的成图软件编辑成图。 4.用RTK技术施测的图根点平面成果应进行100％的内业检查和不少于总点数10％的外业检测，外业检测使用相应等级的全站仪测量边长和角度等方法进行，其检测点应均匀分布测区。 5.用RTK技术施测的图根点高程成果应进行100％的内业检查和不少于总点数10％的外业检测，外业检测使用相应等级的三角高程、几何水准测量等方法进行，其检测点应均匀分布测区。
六 总结
网络RTK进行的图根测量和地形测量不受大气、地形、通视等条件的限制，高效、误差不累积，达到厘米级的精度，节省人力，物力。在运用过程中应注意周围环境，视觉，卫星高度角大于15°；与强烈干扰接收卫星信号天体的距离远（如大功率无线电发射源、离高压输电线及水域），可取代常规的地形测量方式，以满足规范和用户要求。RTK的外业观测与常规测量中的外业观测有很大的差异，除了接收机天线的安置，接收机中的参数设置（截止高度角、采样间隔），及启动，关闭等工作需工作人员完成外，整个观测工作全由接收机自动完成。 传统的地形测量运用三角网、导线网方法进行测绘，首先要做图根点，必须相互通视，然后在某一点上架好仪器，由三名人员进行测量；使用RTK时，基准站尽可能设在测区地势较高、视野开阔的点上。基准站的设置完成后，只需一个参考点观察是否正常工作，其它人在流动站接收机进行操作，可以同时设置多个流动站，使用一个基准站就能独挡一面，因此进行地形测绘提高工作效率，同时也节约工作成本。
参考文献
[1]RTK技术在控制测量中的误差及精度控制 甘肃科技，2007 08
[2]测绘工程中GPSRTK技术的应用实例.测绘与空间地理信息 2006 -06
[3]GPS测量原理及应用.武汉大学出版社，2005-7-1
[4]GPS卫星测量原理与应用．北京：人民交通出版社，2002．
[5]全球定位系统(GPS)原理与应用大连海事大学出版社 1999年