GPS—RTK測量技術的作業模式研究

摘要：本文主要探討在不同的工作環境下，GPS-RTK的多種作業模式的靈活選擇和應用。

關鍵詞：GPS-RTK；參數轉換；作業方式

1 引 言

GPS-RTK測量是基于WGS-84地心坐標系統，而我們工程中通常使用的是工程坐標系（北京54坐標系、西安80坐標系，WGS2000坐標系、地方獨立坐標系、工程獨立坐標系等），這就要求RTK能夠實時進行WGS-84坐標系到工程坐標系的轉換，以達到快速定位的目的。為此，本文根據不同的測量環境及轉換方法，總結出GPS-RTK技術的幾種作業方法，以充分發揮GPS-RTK技術的優勢。

2 GPS-RTK工作原理

GPS-RTK測量技術是在參考站（基準站）上安置一臺接收機，對衛星進行連續觀測，然后通過無線傳輸設備將基準站觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站。流動站在接收基準站的傳輸數據的同時，還要采集GPS觀測數據，并在系統內組成差分觀測值進行實時處理，得出測量點WGS-84坐標系中的定位數據。最后通過坐標系轉換參數將其轉換到所使用的工程坐標系上，得出其坐標。

3 GPS-RTK測量的幾種作業方式

GPS-RTK流動站既可以先進行坐標系轉換參數的求解，再根據實時采集的WGS-84坐標進行坐標系轉換，實時反饋出工程坐標系中的坐標結果。也可以先進行WGS-84坐標的外業采集，然后內業進行轉換參數的求解及坐標系轉換，以求得工程坐標系中坐標成果。

由于已知點的坐標數據情況往往不盡相同，有的已知點可能同時具有WGS-84世界大地坐標系坐標和工程坐標系坐標，可以直接求解兩坐標系統轉換參數。而大多數的已知點可能只具有工程坐標系坐標，不能直接求解轉換參數。為此，在GPS-RTK測量中，我們可以根據不同的起算數據及作業要求，靈活選用不同的作業模式，以充分發揮RTK技術的優點。

3.1 在WGS-84坐標系下的RTK作業方式

GPS-RTK測量是基于WGS-84坐標系統的，因此在WGS-84坐標系統下作業，無需考慮坐標參數的轉換，在外業數據采集完成后，進行實時后處理，求解出待測點在工程坐標系中的坐標。這種作業方式要求必須事先知道工程坐標系與WGS-84坐標系間的轉換參數，或者通過事后處理，能夠求解出兩坐標系的轉換參數。

該作業方式的優點是：不必提前與已知點聯測，可以在作業過程中順便聯測已知點，然后在事后進行坐標轉換，求解出待定點的工程坐標系坐標。該方法在地形測量，斷面測量等工程中需要多臺流動站同時工作時，可以大大提高工作效率，減少外業工作量。缺點是不能實時提供工程坐標系成果。

3.2 在工程坐標系下的RTK作業方式

該種作業模式的特點是在進行測量作業前，首先進行轉換參數的求解，然后在工程坐標系下進行RTK測量。

此種作業模式下，轉換參數求解方法主要有兩種：

（1）實時點校正法：即基準站架設完成后，在已知點上進行已知點WGS-84坐標的采集。采集結束后通過RTK軟件進行控制點匹配和參數轉換，確定點位殘差在規范要求以內時，進行檢測點檢查和RTK測量。

（2）測前參數求解法：當測區控制網已進行過GPS靜態或動態測量，即已經知道已知點的WGS-84坐標時，可以直接將已知點的WGS-84坐標和工程坐標同時輸入測量手簿中，求解轉換參數，然后進行點位檢測和RTK測量。

該種作業模式的優點是可以實時提供待測點的工程坐標系坐標，因此可以在工程放樣中廣泛使用。

4 GPS-RTK測量基準站安置方式

根據GPS-RTK不同的作業方式，可以靈活選用GPS-RTK基準站的安置方式，以提高RTK工作效率。

GPS-RTK基準站的安置方式主要有以下兩種：

（1）已知點上安置法

即將基準站在已知點上精確對中整平，然后進行RTK測量。該種方法的優點是：對坐標系參數轉換流程沒有限制，可以事先進行坐標參數轉換，也可以將基準站在架設點上啟動后，再進行參數轉換。缺點是要求基站架設點位置有利于基站衛星信號的接收和數據信號的傳送。滿足兩個要求的已知點可能不利于基站作業半徑的覆蓋，增加遷站的麻煩。

（2）任意架設法

即先將儀器架設在利于作業的制高點上，然后進行已知點的采集和坐標參數的轉換。該種方法彌補了已知點上安置基準站作業方法的不足，尤其對工程地形條件復雜，已知點的信號覆蓋不強等環境下有很好的優勢，但是增加了基準站架設好之后對已知點WGS-84坐標采集的過程，對作業效率有一定影響。

5 總結

GPS-RTK技術操作簡單，無需記錄，大大提高了測量工作效率。通過測量過中相應的作業方式的優化，可以大大減少測量人員的勞動強度，充分發揮其測量優勢。隨著GPS-RKT技術的日趨成熟，GPS-RTK技術在各種測量領域中將會有更廣泛的前景。

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作者簡介：

王強，男，（1988.8-），云南麗江人，本科，助理工程師，云南省測繪科技咨詢服務中心 測繪工程