GPS 與RTK 在控制測量中的應用

鐵中彪TIE Zhong-biao；王國俠WANG Guo-xia

（①青海省地礦測繪院，西寧 810000；②青海省第四地質礦產勘查院，西寧 810000）

（①Qinghai Geology Mineral Surveying Institute，Xining 810000，China；②Qinghai No.4 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources，Xining 810000，China）

0 引言

隨著科技的進步與現代測量技術的發展，GPS 技術和RTK 技術已經取代傳統的測量手段成為現代測量工作中首選的測量技術。采用這兩種技術進行測量有利于提高測量工作的效率、提高測量的精確性，為相關部門提供更科學的數據。在未來的測量工作中，這兩種技術會成為主流測量方法。下面就GPS 技術和RTK 技術在控制測量中的應用進行分析。

1 GPS 技術在控制測量中的應用

GPS 技術是利用衛星來進行全球的定位導航，它具有全天候、連續性、實時性、高精度的測量特點，而且在數據傳輸時具有很好的抗干擾性和保密性。

1.1 GPS 技術工作原理 GPS 系統主要由空間無線通信衛星、地面控制站以及用戶設備三部分組成。空間衛星星座由24 顆無線通信衛星組成，這24 顆衛星平均分布在空間軌道內，是地面生任何人在任何地點都能搜索到至少4 顆無線通信衛星，保證在全球范圍內的人都能利用GPS技術進行定位和導航。每顆GPS 衛星都會24 小時不間斷地向用戶發射定位信號，保證了定位導航的全天候性。GPS 地面控制站由主控制站、注入站和監測站組成。主控制站將衛星傳輸來的實時數據進行分析計算，并將數據傳給注入站，再由注入站將數據傳輸至衛星存儲器中，方便用戶使用。GPS 用戶端主要由信號接收機、數據處理軟件和其他設備組成。信號接收機可以接受衛星傳輸的各種數據信號，通過數據處理軟件對這些數據進行分析，最后得到準確的測量結果。

1.2 GPS 技術在控制測量中的應用 GPS 技術進行控制測量要建立GPS 測量網，GPS 測量網的基本設計原則是：閉合圖形、點位重合、視野開闊。在設計時主要采取三角型測量網、矩形測量網、環形測量網。在GPS 測量網形狀確定后就要對GPS 測量點位進行科學選擇，在測量過程中選擇的測量點有以下幾點要求：點位視野開闊便與測量、點位地形有利、點位穩定不會隨時更換、點位遠離對GPS 信號接收有影響的物體。這樣才能方便測量，得出更準確的測量數據。為了提高測量的準確性，要選擇合適的時機進行測量，要使測量區域內能接收到足夠數量的測量衛星發出的信號，這樣才能根據不同衛星發出的信號確定所測量地區完整的三維坐標。

這些前期準備都完成后就開始正式的測量工作。在測量區域中心位置選擇一個基準站，在其中安放一臺衛星信號接收設備，跟蹤衛星。另外在每個節點上設置一個流動接收站。在基準站接收衛星信號的同時，每個流動接收站按照相同的時間間隔與固定基準站相連接，這樣就可以得到每個節點的三維坐標。當完成每一個節點三維坐標的測量時，就能根據繪制的GPS 測量網繪制出整個測量區域的三維坐標。測量的到的數據經過數據處理軟件進行系統分析后，會將大量的數據匯總為測量過程中常見的數據，使測量人員可以更直觀地看到測量數據，并形成最后的測量結果。GPS 技術大大提高了測量工作的效率，減少了工作人員的工作強度，具有很大的應用前景，將推動測量技術的快速發展。

2 RTK 技術在控制測量中的應用

RTK 技術，又稱為實時動態測量技術。這一技術將數據傳輸技術與GPS 測量技術相結合，是在GPS 技術上發展和建立起來的。

2.1 RTK 技術工作原理 RTK 技術的工作原理是通過基準站將測量到的載波相位值、基準站坐標等基礎數據傳輸給流動監測站，流動監測站通過接收這些數據將載波相位觀測值進行分析處理，得到基準站與流動監測站之間的坐標數據，每一個流動監測站都會得到不同的坐標數據，通過對這些坐標數據進行分析計算，最終得到每一個觀測點的坐標數據，這樣來完成對測量區域的測量工作。

RTK 技術主要由基準站、數據鏈、流動接收站組成。基準站的作用是接收衛星數據，將接收到的數據進行分析處理后形成一個完整的數據鏈，通過無線通信衛星將這個數據鏈及時傳輸給流動接收站。流動接收站在接收到這一數據鏈后，利用數據處理分析軟件對數據鏈進行解碼分析，得到相應的坐標數據。最后將這些坐標數據進行匯總分析，最終形成完整的地理坐標系統，完成對測量區域的測量工作。

2.2 RTK 技術在控制測量中的應用 在利用RTK 技術進行測量前，要首先對測量區域進行實地勘察，收集測量區域內的各項基礎數據，要對各個控制點的情況進行詳細檢查，并且對各控制點的失業情況進行詳細研究，確保在測量過程中的萬無一失。然后選測測量區域的坐標轉換參數，因為使用RTK 技術進行測量時要求給出實時坐標，坐標的轉換就變得十分重要。在設置轉換參數時需要有三個能覆蓋整個測量區域的控制點，利用GPS 靜態測量技術，測定這些控制點的實時坐標和WGS-84 坐標，利用這兩種不同的坐標數據求解坐標的轉換參數。

為了保證數據傳輸的效率和準確性，就必須正確選擇基準站，使數據傳輸更加方便快捷。基準站最好選擇在已知坐標的地點上，這樣為后續的坐標信息處理提供了方便。基準站要選擇在地勢較高，視野較好，周圍沒有遮擋物的區域，這樣可以更好地接收和發射信號，防止數據的傳輸出現中斷，影響測量效率。在數據鏈傳世是為了防止數據鏈丟失，基準站周圍和接收站周圍不能有比較大的遮擋物以及對無線電信號有干擾的電臺等設施。

對控制點的監測要做到基準站和流動監測站的雙重檢測，通過對兩個觀測數據的綜合分析最終得到各個控制點的坐標，最終得到測繪區域的完整坐標數據完成對整個區域的控制測量。RTK 在測量過程要注意以下問題：RTK在數據鏈傳輸的實際操作過程中有可能會存在數據鏈傳輸終端的現象，這時工作人員就要及時找到與數據傳輸頻率相接近的無線電信號，及時改變數據傳輸的無線電頻率，保證數據傳輸的質量。為了提高數據觀測的精確性，流動監測站的天線最好選擇帶支架的對中桿，這樣才能保證數據連接和傳輸時的穩定性，減少數據傳輸過程中產生的誤差，使測量結果更加精確。在測量過程中有時會出現較長時間無法得到測量數據的情況，這種情況可能是在信號接收站周圍有反射性較強的物體出現，這時工作人員要及時排查當時情況，保證數據傳輸的完整性。當測量地區地質條件比較復雜，天氣狀況不是很好時，RTK 技術就無法充分發揮它的測量作用，得到的測量結果有可能還會存在就較大誤差，這時就要采用常規的測量方法進行測量。

3 結語

隨著科學技術的不斷發展以及測量工作的實際需要，GPS 技術和RTK 技術將會越來越多地應用到各種測量工作中。測量工作人員要不斷學習GPS 和RTK 測量技術，提升自身的能力水平，讓GPS 技術和RTK 技術更好地發揮各自的作用。在實際工作中，工作人員要根據測量地區的實際情況選擇采取哪種測量技術，在測量工作中也要不斷對這兩種測量技術進行改革和創新，這樣才能不斷促進測量技術的發展，為我國測量工作的進一步發展提供支持。

[1]劉小玲.RTK 技術在控制測量中的應用[J].中國農村水利水電，2007（05）.

[2]袁麗華.GPS 在控制測量中的應用[J].科技促進發展（應用版），2010（10）.

[3]李召，佘冬芝.GPS 技術在地形控制測量中的應用探討[J].中州煤炭，2010（03）.