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关于GPS RTK在测量中的应用

介绍RTK的工作原理及基准站设置方法，实际工作中应用分析，GPS RTK在测量中遇到的问题及建议

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关于GPS RTK在测量中的应用

发布时间：2022-10-05 21:44 热度：

关于GPS RTK在测量中的应用

关于GPS RTK在测量中的应用

（叶积龙陈立祁俊霞孟红）

叶积龙、孟红、陈立：青海省地质调查院 810012

祁俊霞：青海有色矿产勘察院 810007

摘要：介绍RTK的工作原理及基准站设置方法，实际工作中应用分析，GPS RTK在测量中遇到的问题及建议理工论文

关键词：RTK 测量应用常见问题及解决方法

1、引言

随着我国经济的高速发展，城市的规模越来越大，拆迁、改造、扩建越来越频繁。原有的控制点不断被破坏，点与点之间不能通视，传统的测量模式已不能满足城市建设的需要。为了满足工程施工、测绘等工作的需要，GPS技术以其观测简便、高精度、高效率等特点广泛应用于各类工程的测绘中。而GPS RTK技术的出现，为测绘工作提供了厘米级的精度的实时定位新方法，可以高精度并快速地测量各级控制点的坐标，在效率和精度上显示出传统测量方式无法比拟的优势。目前，RTK 技术已广泛应用于图根控制测量和工程放样，不少测量单位已开展用于等级控制点测量的探讨，并取得一定的效果。

2、RTK工作原理

RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。在精度较高的控制点上架设一台GPS接收机，基准站接收机实时地把观测数据及已知数据传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗卫星后，把接收的卫星载波信号与基准站传来的数据传输到控制手簿，进行实时差分处理，进行求差解算坐标。

3、基准站设置方法

在作业时，基准站一般要选择在周围没有遮挡的开阔地方，以使基准站能够接收到尽可能多的GPS卫星信号；为了增大基准站无线电有效的发射距离，要尽可能把基准站选在地势较高的地方，并架设稳定牢固，观测期间不能有轻微晃动，以免影响测量精度。

（1）基准站设置在已知的控制点上：当测区内或附近有控制点（有WGS84坐标），取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为基准站，设置基准站时需提取事先输入基准站控制点的WGS84坐标、平面坐标，然后同其它控制点建立格网投影解算，再在其它已知控制点上用RTK实测坐标及高程并检核，如采集点精度在允许误差范围内方可进行数据采集。

（2）基准站摆放在任意点：当测区内或附近没有控制点坐标，设置基准站时，找一个位于开阔地无磁场干扰的任意点来摆放。设置好基准站后，用流动站到至少两个以上的控制点去采集WGS84坐标，利用采集了WGS84坐标的控制点建立格网投影解算。在正式开始测量前应在测区内的其它已知控制点上用RTK实测坐标及高程并检核，发现问题随时采取措施纠正，如采集的控制点精度在允许误差范围内方可进行数据采集。

4、RTK在测量中的应用

⑴控制测量

在2008年保定1∶500数字化房产图测量工程中，因北二环至北三环之间靠近郊区农村，附近可用的GPS控制点少，如果采用常规控制测量方法将会浪费很长的时间及人员物力，故使用RTK技术进行了控制加密。随后我们使用2″级全站仪对部分RTK控制点进行了角度和边长（按照二级导线精度）的检测，并对检测结果进行了统计。RTK观测值与全站仪观测值反算夹角和边长比较，夹角差值中误差为±5.0″，边长差值中误差为±4.2 毫米／米。边长差值最大为+4.5 毫米／米，边长差值相对误差最大为1/65523，以上均满足《城市测量规范》CJJ 8-99中对二级导线的要求。

⑵碎部测图

如果直接用RTK 测图的话，可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速的测定界址点、地形点、地物点的坐标。采用RTK 技术，仅需一个人携带流动站接收机到测点上呆上1-2秒钟并输入地物点的属性，通过手簿记录，数据传输后由专业测图软件（如南方CASS）直接生成各种比例尺地形图，大大的提高了测图效率。虽然RTK 无需点间通视，但还是受观测条件限制，在城市高楼密集区，或其它卫星接收条件不好的地方有无法初始化的情况，这些GPS 盲区只有通过常规方法补测。

⑶放样

第一、点位放样：RTK实时地提供导航数据，不仅可以使你快速的找到点位，而且还能提供定位精度，并可进行采点。

放样完毕后，为了检验用RTK放样点的精度。我们制定如下方案：用全站仪对放样点进行精确测量，由于测量的目的是检验RTK的点放样精度，所以依然使用RTK所用来校正的基准点作为控制点进行定向，这样可以减少误差的叠加，并将全站仪的测量误差忽略不计，即将全站仪的测量结果看作真值，与点的设计坐标值进行比较。

以全站仪所测定的坐标值为真值，那么2种方法所测得的坐标的差值即可认为是RTK测量的误差。根据《工程测量规范》点位误差<5cm,可得如下结论。

1、RTK测量结果与全站仪测量结果互差均在厘米级，其中互差最大为3.0cm ,最小为0.9cm。

2、若以全站仪测定的点位坐标为准，RTK放样点点位误差均在±5 c m以内，RTK放样点点位相对于全站仪测定点位误差按公式m=± 计算，结果为+1.86cm。

3、统计数据表明:若以全站仪测量结果为准，可以认为RTK测量结果的点位精度达到厘米级，需要指出的是各点位之间不存在误差累计，克服了传统测量技术的弊端，完全能满足点的测设精度要求。

第二、线放样：直线定位最常用于电杆排放，道路放样。测量显示出的定线导航数据能使你快速上线，一旦到达待定直线，便可存储点位坐标直至完成。用RTK放样曲线的准备工作与RTK的点放样一样，如果曲线各点的坐标是已知数据，则可按放样点的方法进行曲线放样。但是如果不知道曲线坐标，也可以将曲线条件输入手簿，由手簿解算主点和细部点的坐标进行放样。检验放样点的精度我们同样用全站仪对放样点进行测量，并将测量结果近似看作放样点的真值，可以得到曲线点的设计坐标值和全站仪测量的近似真值及两组坐标的误差。

应用RTK技术，使得工程放样的精度、作业效率和实时性达到最佳的融合。随着数据传输能力的增强，数据的稳健性，抗干扰性水平和软件水平的提高，传输距离的增加,RTK技术将在和工程放样及其他领域得到更广阔的应用。

5、GPS RTK在测量中遇到的问题及建议

⑴在已知点架设基站，有时不能设置基站或提示错误，采取措施：

①检查输入手簿的已知点坐标是否正确；②检查手簿与接收机数据连接线是否完好、连接好；③采用清除星历法。

⑵数据采集过程中如果无信号或无固定解，采取措施：

①检查电源是否电力不足；②检查手簿与接收机数据连接线是否完好、连接好；③将流动站电台关闭再打开有时可以解决；④重新设置一下流动站有时可以解决；⑤流动站与基准站距离是否太远，距离越远，初始化时间就越长，容易出现浮电解；

6、结束语

随着RTK技术的普及应用，改变了传统的测量模式和测量方法。RTK操作简单，速度快，精度高，但是对卫星的依赖大，信号传输易受干扰等，这需要我们总结经验，不断完善使用方法，采用GPS的RTK作业方式和全站仪全野外数字测量相结合的方法进行数据采集。开阔地区采用GPS的RTK方式直接采集，困难区域或RTK无法作业的区域，首先利用RTK在开阔地区布置一级导线控制点，然后利用全站仪采用导线测量模式施测。利用RTK进行测量，大大提高工作效率和测量数据的精度。

参考文献：

[1] 《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314—2001

[2]《工程测量规范》GB50026-93

[3]《城市测量规范》CJJ 8-99

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