贵州省六盘水市民政局 贵州六盘水 553001
摘要：RTK技术近年来发展比较迅速，它在各种控制测量、地形测图、工程选线及工程放样中应用广泛，与常规仪器相比非常明显地提高了作业效率和作业精度。但在整个GPS应用方面，测量行业始终是一个小分支，测量知识的流通面也非常有限，再加上普通测量员或非测量专业人员普遍对新技术理解不深，在进行GPS测量时，往往会按照培训人员的要求机械化地去接受，这样时间一长就会对整个测量工作效率产生影响，GPS的优越性也不能完全被发挥出来。特别是在RTK即将普及的今天，熟练操作RTK在实际应用中显得尤为重要。本文阐述了RTK定位技术的原理和应用，以及在实际应用中的优、缺点。
引言
RTK测量技术集合了GPS卫星定位、快速解算、数据无线传输、快速跟踪等多项先进技术。其测量模式和测量速度、精度比以往的测量方式有了很大的变革。它是GPS测量技术发展的一个新突破，被广泛运用于测绘领域。
1、RTK技术的测量原理
RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTKGPS）测量技术，其基本原理是：基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，在流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（⊿X、⊿Y、⊿Z）；基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点WGS-84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的三维坐标和精度指标。在GPS定位模式中，比如静态、快速静态、准动态和动态技术，如果不与数据传输相结合，其定位结果均需测后处理，无法给出实时定位结果和定位精度指标。
2、RTK技术的优点
RTK定位技术灵活、方便、快捷的特点被广泛运用于地形、地籍、管线、矿山以及工程测量。RTK技术的优点主要有以下几点：
2.1.定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足RTK基本作业条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，其精度和效率是其他常规测量无法比拟的。
2.2.测量速度快，作业效率高。在一般的地形地势下，RTK设站一次即可测完几公里半径的测区，大大减少了传统测量作业所需控制点数量和测量仪器的搬站次数，仅需一人操作，测量速度快，劳动强度低，大大节省了外业费用，提高了劳动效率。
2.3.RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘的内、外业。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，外业数据可以实时传输至计算机，同时使辅助测量工作大大减少，减少人为误差，保证了作业精度。
2.4.降低了作业条件要求。RTK技术无需两点间通视，只要满足“电磁波通视”，和传统测量方法相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。在传统测量方法看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本作业条件，它能轻松地进行快速的高精度的测量作业。
2.5.操作简便，容易使用，数据处理能力强。只要在基准站和流动站设站时进行简单的设置，就可以边走边获取测量成果或进行坐标放样。能方便地与计算机或其他测量仪器通信，数据传输、存储、处理、转换能力强。仪器操作、手簿软件的使用简单易学。
3、RTK的不足及其解决办法
3.1.受卫星状况的限制。在一些时段，测区不能很好地被卫星覆盖，容易产生假值。在高山峡谷深处及密集森林区，城市高楼密集区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受到限制。产生假值问题采用RTK测量成果的质量控制方法可以发现。作业时间受限制可通过查看星历预报，选择作业时间来解决，必要时可辅以其他常规测量方法。
3.2.天空环境的影响。白天中午，受电离层干扰比较大，共用卫星数量少，有时接收不到满足条件的有效卫星，造成初始化时间比较长甚至不能初始化，也就无法进行测量。可以通过星历预报选择作业时段来解决。
3.3.初始化能力和所需时间问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在山区、密林区、城镇等测量作业时，GPS卫星信号被遮挡情况多，容易造成信号失锁，采用RTK测量时有时需要经常重新初始化。这样测量的精度和效率都受到很大影响。解决这类问题的办法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型。
3.4.数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题。RTK数据链传输容易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响外业测量精度和作业半径。在地形起伏比较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号也会受到限制。另外，当RTK作业半径超过一定距离（一般为4公里，每种机型在不同的环境又各不相同）时，测量结果误差超限，所以RTK的实际作业半径比标称半径要小很多，解决该问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上，在环境不良地段增设一些“多余”控制点。
3.5.稳定性问题。目前，RTK测量的稳定性不及全站仪，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况、多路径效应影响的缘故。不同质量的RTK系统，其稳定性差别较大。要解决此类问题，首先要选用精度和稳定性都较好的高质量机型，然后加强RTK测量成果的质量控制。
3.6.高程异常问题。RTK作业模式要求高程的转换必须精确，但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相当困难，精度也不均匀。
3.7.电池电量不足问题。RTK耗电量较大，需要多个大容量电池、电瓶才能保证连续作业，在野外作业中受到很大限制。
4、RTK测量的布测方法和成果的质量控制
摸清RTK仪器特性。总结实际工作的经验，掌握仪器特性，看能否达到标称精度，在各种条件下的测量误差和作业半径，摸清仪器的稳定性和各种条件下的初始化能力及所耗时间等。控制点应布置在制高点上，用来设置基准站，以利于接收卫星信号和数据链信号，控制点间距离应小于RTK有效作业半径时。为方便对RTK测量成果进行检核和避免作业盲点，应在测区内环境不良地区增设一些“多余”控制点。控制点的选点要避免无线电干扰、多路径效应。
RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%~99%，RTK比GPS静态测量还多出一些误差因素如数据链传输误差等。尽管通过一些办法可以弥补一些不足之处，但和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错而且定位精度不是很高，在实际应用中必须进行质量控制。其质量控制的方法主要有：
（1）已知点检核比较法：即在布测控制网时，用静态GPS、全站仪、水准仪多测出一些控制点（GPS点、导线点、水准点），然后用RTK测量出这些控制点的三维坐标进行比较检核，发现问题立即采取措施改正。
（2）重测检核比较法：每次初始化成功后，先重测2~3个已测过的RTK点或高精度控制点，进行比较。
通过上述分析，RTK技术在实际应用过程中有很多优秀的方面，同时又存在着一些不足。我们只有了解到它的优缺所在，采用合适的方法才能够有效应用RTK。同时通过良好的质量控制方法和优化作业方法，使RTK技术的定位成果更可靠、测量效率更高。
参考文献：
[1]《全球定位系统（GPS）的原理与数据处理》 同济大学出版社
[2]《测绘资质管理规定与测绘新技术新标准应用手册》 宁夏大地音像出版社
[3]《测绘通报》2006年第7期和2005年第2期 中国地图出版社
[4]《全球定位系统测量规程》 中国建筑工业出版社
作者简介：
徐文，贵州省六盘水市民政局勘界办工程师。
论文作者:徐文
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2016/1/11
标签：测量论文; 作业论文; 精度论文; 半径论文; 数据链论文; 流动站论文; 技术论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;