摘要：本文主要闡述利用RTK具有快速、高效且精度高；不受通視、障礙物及地形條件的影響；不受兩站間距離長(zhǎng)短的限制特點(diǎn)，淺談RTK在工程測(cè)量中的應(yīng)用。主要包括：全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)差分RTK的基本概念、結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及在工程測(cè)量中的應(yīng)用。
　　
　　關(guān)鍵詞：RTK；原理；應(yīng)用；方便快捷
　　
　　2RTK系統(tǒng)的組成
　　（1）RTK基準(zhǔn)站
　　（2）RTK流動(dòng)站
　　（3）數(shù)據(jù)鏈
　　RTK基準(zhǔn)站不同于靜態(tài)GPS測(cè)量的是多了一臺(tái)電臺(tái)，其作用是把基準(zhǔn)站的差分信號(hào)發(fā)送流動(dòng)站的電臺(tái)，通過(guò)接收機(jī)處理后在電子手簿或WindowsCE上顯示出來(lái)。其數(shù)據(jù)流動(dòng)為基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)鏈流動(dòng)站。
　　3RTK原理
　　RTK技術(shù)又稱為載波相位差分技術(shù)，對(duì)于載波相位差分一般有兩種：（1）改正法，即把基準(zhǔn)站所計(jì)算的載波相位改正數(shù)發(fā)送給流動(dòng)站，改正流動(dòng)站所測(cè)的載波相位并計(jì)算該點(diǎn)的坐標(biāo)位置。（2）差分法，即基準(zhǔn)站所測(cè)量的觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的發(fā)送給流動(dòng)站GPS接收機(jī)，流動(dòng)站快速解算所接收各顆衛(wèi)星的整周模糊度，從而通過(guò)計(jì)算獲取該點(diǎn)坐標(biāo)。
　　4RTK主要技術(shù)指標(biāo)
　　RTK作為新技術(shù)用于測(cè)量是對(duì)靜態(tài)GPS測(cè)量的有機(jī)補(bǔ)充，但對(duì)RTK測(cè)量的相關(guān)規(guī)范還沒(méi)有出臺(tái)，以下是結(jié)合實(shí)際情況所給出的技術(shù)指標(biāo)：
　　4.1RTK測(cè)量時(shí)的儀器標(biāo)稱精度
　　平面：1cm+1ppm；高程：2cn+2ppm。
　　4.2距離
　　建議工作距離：10km。
　　最大工作距離：40km(有時(shí)需用大功率電臺(tái)和中繼站的配合)。
　　4.3時(shí)間
　　RTK初始化時(shí)間：2～10秒(好的測(cè)量)。
　　RTK測(cè)量時(shí)間：2秒厘米級(jí)，20秒毫米級(jí)。
　　5RTK測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)管理
　　對(duì)于GPS測(cè)量其本身運(yùn)作在WGS84地心坐標(biāo)系統(tǒng)下，但實(shí)際測(cè)量所面對(duì)的坐標(biāo)系統(tǒng)卻變化多樣，主要分兩種：
　　5.1基準(zhǔn)和坐標(biāo)系參數(shù)明確，可以確定兩個(gè)大地測(cè)量基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，從而通過(guò)鍵入該坐標(biāo)系的相關(guān)參數(shù)求取轉(zhuǎn)換參數(shù)，把測(cè)量的WGS84地心坐標(biāo)系統(tǒng)下的三維直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到該坐標(biāo)系下，根據(jù)基準(zhǔn)站所鍵入的坐標(biāo)和確定的投影計(jì)算流動(dòng)站所測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。
　　5.2基準(zhǔn)和坐標(biāo)系參數(shù)不明確，分兩種情況
　　5.2.1知道該點(diǎn)的GWS84地心坐標(biāo)和該點(diǎn)的地方坐標(biāo)，通過(guò)一鍵入來(lái)確定該控制點(diǎn)所控制范圍的轉(zhuǎn)換參數(shù)(至少三個(gè)已知點(diǎn))，通過(guò)這種方法所確定的轉(zhuǎn)換參數(shù)適用于該控制點(diǎn)所控制，對(duì)該控制點(diǎn)無(wú)法控制該轉(zhuǎn)換對(duì)數(shù)不適用，但該方法適用于任意坐標(biāo)系統(tǒng)，特別在建立工程控制網(wǎng)中得到了大量的應(yīng)用。
　　5.2.2只知道該地方坐標(biāo)，這時(shí)需利用RTK定位方法，以基準(zhǔn)站為起算位置，確定各控制點(diǎn)之間的位置關(guān)系，并實(shí)時(shí)測(cè)定該控制點(diǎn)的WGS84地心坐標(biāo)。在這種情況下，基準(zhǔn)站的大地坐標(biāo)是GPS自動(dòng)測(cè)定的，得用控制點(diǎn)的兩套坐標(biāo)系WGS84地心坐標(biāo)(實(shí)時(shí)測(cè)定的)和地方坐標(biāo)求取轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后岔氣轉(zhuǎn)換參數(shù)求取基準(zhǔn)站的地方坐標(biāo)，并刷新地方坐標(biāo)為基準(zhǔn)站的假定坐標(biāo)。這時(shí)就同(1)一樣了。
　　6動(dòng)態(tài)操作流程
　　6.1基準(zhǔn)站
　　連接儀器(尤其注意一定確保電臺(tái)連接正確后再加電)
　　
　　
　　新建任務(wù)(取文件名，選擇坐標(biāo)系，我們常用無(wú)投影無(wú)基準(zhǔn)，在后面用3-4個(gè)已知點(diǎn)作校正)
　　
　　輸入點(diǎn)校正(平面至少兩個(gè)已知點(diǎn)，最好三個(gè)，要高程需四個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)應(yīng)具有84和54兩個(gè)坐標(biāo)系)
　　
　　對(duì)主機(jī)及電臺(tái)進(jìn)行設(shè)置(注意天線類型，無(wú)線電頻率)
　　
　　
　　啟動(dòng)基準(zhǔn)站(觀察電臺(tái)有閃動(dòng)表示已啟動(dòng))
　　6.2流動(dòng)站
　　連接儀器
　　
　　打開(kāi)任務(wù)(選擇與基準(zhǔn)站同一個(gè)任務(wù))
　　
　　對(duì)主機(jī)及電臺(tái)進(jìn)行設(shè)置(注意天線類型，無(wú)線電頻率，看見(jiàn)手簿有電臺(tái)標(biāo)志表示收到無(wú)線電信號(hào)，等初始化完成后即可)
　　開(kāi)始測(cè)量(可選擇測(cè)點(diǎn)，線)
　　放樣(可現(xiàn)場(chǎng)輸入，亦可內(nèi)業(yè)鍵入要放的要素)
　　7RTK在工程測(cè)量中的應(yīng)用
　　由于RTK測(cè)量下儀器標(biāo)稱精度為平面：1cm+1ppm；高程：2cm+2ppm；可以滿足城市各等級(jí)GPS控制網(wǎng)的要求，但考慮到TRK觀測(cè)時(shí)間短，受衛(wèi)星升降和隨機(jī)誤差的影響圈套，故對(duì)高精度的控制網(wǎng)仍采用靜態(tài)GPS測(cè)量的方法進(jìn)行。在作業(yè)時(shí)可采用靜態(tài)GPS測(cè)量做框架網(wǎng)，用RTK測(cè)量作框架網(wǎng)內(nèi)加密肉點(diǎn)的測(cè)量。為了克服RTK測(cè)量中手持對(duì)中桿對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，所有的測(cè)量可用腳架對(duì)中，用巨大基座整平，這種方法在實(shí)際測(cè)量中經(jīng)檢驗(yàn)確實(shí)極大的提高了測(cè)量的精度。對(duì)于水準(zhǔn)測(cè)量，用均勻頒布的水準(zhǔn)控制點(diǎn)做擬和，在較平坦的地區(qū)，完全可以達(dá)到等外水準(zhǔn)的測(cè)量要求。RTK在山區(qū)大比例尺地形測(cè)量。
　　7.1RTK在山區(qū)大比例尺地形測(cè)量
　　收集測(cè)區(qū)的控制點(diǎn)資料,對(duì)GPS靜態(tài)和RTK測(cè)量進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。首先對(duì)儀器進(jìn)行了常規(guī)檢驗(yàn),包括電池電量、主機(jī)內(nèi)存等,使用Pccdu軟件設(shè)置截止高度角和采樣率;然后使用4臺(tái)GPS接收機(jī)對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)的4個(gè)全站儀1級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)(19,21,24,25號(hào)點(diǎn))進(jìn)行一個(gè)時(shí)段(40min)靜態(tài)測(cè)量,并將19和24號(hào)點(diǎn)作為已知點(diǎn),使用Pinnacle軟件解算出它們?cè)赪GSO84坐標(biāo)系中的經(jīng)度、緯度和大地高程及21和25號(hào)點(diǎn)的平面坐標(biāo).已知點(diǎn)和待定點(diǎn)的平面坐標(biāo)和大地坐標(biāo)分別如表1和表2所示：
　　
　　表1GPS靜態(tài)測(cè)量所得控制點(diǎn)平面坐標(biāo)（單位：米）
　　
　　RTK作業(yè)時(shí)的人員安排：基準(zhǔn)站1人,3臺(tái)流動(dòng)站每站2人,1人操作儀器,1人畫(huà)草圖。
　　基準(zhǔn)站上的工作：基準(zhǔn)站應(yīng)選在視野開(kāi)闊、便于上點(diǎn)、遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源及高壓電線的地方。為了增加電臺(tái)的輻射半徑,基準(zhǔn)站應(yīng)選在較高的位置,作業(yè)中選擇19號(hào)點(diǎn)作為基準(zhǔn)站。在基準(zhǔn)站上安置好儀器、開(kāi)機(jī),然后用手簿進(jìn)行基準(zhǔn)站設(shè)置,設(shè)定截止高度角為10,采樣率為1s,調(diào)整好基準(zhǔn)站電臺(tái)頻段,并輸入19點(diǎn)的大地坐標(biāo)(表2)。
　　流動(dòng)站上的工作：流動(dòng)站按要求連好線,用手簿進(jìn)行流動(dòng)站的設(shè)置工作。首先新建一個(gè)工作項(xiàng)目,將流動(dòng)站電頻段和基準(zhǔn)站設(shè)置相同,設(shè)置好截止高度角和采樣率同基準(zhǔn)站)后,輸入19,21,24,25號(hào)點(diǎn)大地坐標(biāo)和平面坐標(biāo),求解出4個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù):2個(gè)坐標(biāo)平移a和b,1個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)θ,1個(gè)尺度比參數(shù)m。
　　對(duì)RTK圖根控制測(cè)量的可行性檢驗(yàn)：流動(dòng)站設(shè)置完畢后,在碎步測(cè)量工作前,選擇測(cè)區(qū)內(nèi)的所有已知點(diǎn)坐標(biāo)和高程進(jìn)行檢核,即首先用RTK測(cè)量測(cè)區(qū)內(nèi)10,16,21,24,25號(hào)點(diǎn)的坐標(biāo),然后將實(shí)測(cè)坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的2s1級(jí)導(dǎo)線測(cè)量坐標(biāo)和4等水準(zhǔn)測(cè)量高程進(jìn)行比較,所得坐標(biāo)較差如表3所示。
　　
　　表3RTK測(cè)量坐標(biāo)和已知坐標(biāo)較差（單位：mm）
　　
　　由表3可以看出:RTK測(cè)量成果與已知成果相差較小,圖根點(diǎn)的點(diǎn)位精度等各項(xiàng)指標(biāo)符合《工程測(cè)量規(guī)范》要求,說(shuō)明在山區(qū)進(jìn)行大比例尺測(cè)量的圖根控制可以采用RTK技術(shù)。由于用RTK測(cè)量無(wú)測(cè)站之間因搬站而引起的誤差傳遞,控制測(cè)量和碎部測(cè)量的精度是相同的,故碎部點(diǎn)的精度也完全滿足要求。
　　7.2水域測(cè)量
　　由于RTK最大工作距離可過(guò)40km，對(duì)于沒(méi)有建立差分站的洪口和碼頭，用RTK測(cè)量方法結(jié)合多波束測(cè)深儀可進(jìn)行各種比例尺水下地形測(cè)繪，航道內(nèi)的清理工作。
　　定位是水下地形測(cè)量的重要組成部分。測(cè)量江河湖海水下地形，其比例尺都比較大，根據(jù)用戶不同，測(cè)圖比例尺從1：1000到1：10000，即平面位置精度要過(guò)到0.1-1米。而水上定位不同于陸地定位，因?yàn)榇�是運(yùn)動(dòng)的、實(shí)時(shí)的，不可能像陸地測(cè)量那樣靜止測(cè)量。水上定位有多種方法、如光學(xué)定位、無(wú)線電定位、衛(wèi)星定位、水聲定位以及組合定位等，光學(xué)定位以交會(huì)方法為主，即通常所用的前方交會(huì)法、后方交會(huì)法、側(cè)方交會(huì)法以及極坐標(biāo)法。由于后方交會(huì)法與側(cè)方交會(huì)法有致使缺陷，不適于水上定位，已基本淘汰，極坐標(biāo)法為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研制的沿岸測(cè)量自動(dòng)化系統(tǒng)所常用的方法。無(wú)線電定位系統(tǒng)具有全天候、連續(xù)實(shí)時(shí)定位的特點(diǎn)，定位精度基本能滿足要求，作用距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍大，以成為目前海洋測(cè)量的主要定位手段之一。水下聲學(xué)定位是得用水下聲標(biāo)在水底建立測(cè)量控制網(wǎng)的一種水上測(cè)量定位手段。衛(wèi)星定位日前主要是得用GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位，GPS單點(diǎn)定位由于至多種因素影響，精度不高。定位精度近100米，不適于水上定位。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)運(yùn)用GPS進(jìn)行高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量作了大量研究，目前應(yīng)用較多的有位置差分、偽距差分相位平滑，但精度最高只能到3-5米。而使用實(shí)時(shí)載波相位差分RTK，精度可達(dá)厘米級(jí)，可以滿足高精度測(cè)量要求，水上一般沒(méi)有遮擋，開(kāi)闊的環(huán)境專項(xiàng)適合運(yùn)用RTK。至于組合定位系統(tǒng)就是把幾種定位系統(tǒng)組合起來(lái)，使之互補(bǔ)償，使之提高定位精度。一般來(lái)說(shuō)，組合定位系統(tǒng)價(jià)格昂貴，實(shí)際應(yīng)用較少。
　　7.4線路放樣測(cè)量
　　RTK測(cè)量中，線路放樣使RTK測(cè)量的優(yōu)越性得到了充分的體現(xiàn)，不僅表現(xiàn)在人和資源的節(jié)省上，更體現(xiàn)在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的價(jià)值上。其放樣的開(kāi)工主要有三種：
　　7.4．1點(diǎn)位放樣
　　RTK測(cè)量實(shí)時(shí)獲取測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，并給出所測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)和放樣點(diǎn)的坐標(biāo)差異，并配以箭頭作為導(dǎo)航方向可幫助快速找到放樣點(diǎn)，并提供放樣點(diǎn)精度，而且可進(jìn)行采點(diǎn)。對(duì)于無(wú)法放樣點(diǎn)可得RTK測(cè)量的輔助工具來(lái)完成放樣工作。
　　7.4.2直線放樣
　　對(duì)于直線，首先在RTK測(cè)量的輔助工具定義直線，然后按照樁號(hào)放樣，方法同點(diǎn)位放樣。
　　7.4.3曲線放樣
　　應(yīng)按曲線的參數(shù)定義好曲線，然后按照樁號(hào)放樣，方法同點(diǎn)位放樣。鐵路曲線測(cè)量
　　7.5管線測(cè)量
　　隨著城市的建設(shè)和發(fā)展，地下管網(wǎng)的信息化管理顯得愈來(lái)愈重要，對(duì)地下管網(wǎng)建立可視的圖文信息管理系統(tǒng)對(duì)城市的建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展有很重要的意義，并且在大型工程如：地鐵、輕軌和高架橋的管線整改中，可以減少物力、財(cái)力和人力的投入。在管線信息庫(kù)的建立中，管線的位置跾是尤為生要的，在街道密布，走向曲折，高樓林立，白天交通繁忙，用常規(guī)方法(如全站儀)困難。工期緊，任務(wù)多，常規(guī)方法不能按時(shí)完成，用GPS靜態(tài)測(cè)量建立控制網(wǎng)，用RTK進(jìn)行碎部地物點(diǎn)的測(cè)量，實(shí)時(shí)得到管線位置的三維坐標(biāo)，得用該管線的位置信息加管線的屬性信息，就為城市管網(wǎng)圖文稿信息管理系統(tǒng)提供了直接的數(shù)據(jù)來(lái)源，建成的管線信息管理系統(tǒng)為管線的查詢、避免重復(fù)探測(cè)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。
　　7.6RTK結(jié)合全站儀進(jìn)行測(cè)量
　　由于GPSRTK是被動(dòng)式的接收二萬(wàn)公里高空中的衛(wèi)星信號(hào)和無(wú)線電傳輸信號(hào)，所以決定了它對(duì)信號(hào)質(zhì)量的依賴性，所以對(duì)GPS信號(hào)影響的因素都會(huì)造成對(duì)GPSRTK測(cè)量的影響，對(duì)于像高壓線、墻角、樹(shù)叢邊等周轉(zhuǎn)的設(shè)有控制點(diǎn)的標(biāo)志，在RTK測(cè)量無(wú)法在確定每顆衛(wèi)星的整周模糊度時(shí)，用全站儀結(jié)合RTK測(cè)量，就可以高效率的完成測(cè)量任務(wù)，對(duì)于測(cè)量的成果，RTK測(cè)量成果可以和全站儀的測(cè)量成果一起處理。
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　　「5」 徐紹銓、張華海等編著《GPS測(cè)量原理及應(yīng)用》武漢大學(xué)出版社
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