摘要：RTK测量是一个具有高精度、高速度的测量技术，常规的测量技术与其无法相比，目前RTK技术已经成为了一个对数据和定位快速采集的工具。但是在目前山区线路测量中，仍然会受到地区环境等因素的影响，所以会限制无线电传输的距离。因此本文主要对基站差分系统在公路测量当中的运用进行了研究，并探讨了实际工程中应用GPS差分系统特点对精度和有效距离的影响，希望能够提供一定的参考价值。
关键词：基站；差分系统；公路测量；应用
随着社会经济的不断发展，越来越多新兴且有效的科学技术出现了，人们开始需要实时的空间信息服务，并因为卫星定位、计算机网络技术正呈现交叉和融合的发展态势，所以使卫星定位技术实现了更加实时、精度更高、可靠性更高的方向发展。GPS实时动态定位的简称RTK技术，主要是结合了GPS定位技术和无线电传输技术，通过进行实时传输，并对数据进行处理，能够在很短的时间内对位置信息进行定位，这类技术将GPS的使用空间有效扩展，能够让GPS在工程测量中得到更加广泛的运用，具有非常好的应用前景。
1.基站差分系统综合概述
RTK技术是一种以载波相位观测值为基础进行实时定位的一种GPS相对定位技术，在实际测量作业中，当测量条件和环境较好时，RTK技术能够测量半径高达10km的位置，但是在山区或者是丘陵等比较复杂的地形条件下，RTK技术的作业半径最高只能到达4km，一般情况下只会测量到2km左右的距离。由于作业距离相对较短，所以在测量山区线路时，需要不断对基站进行设置和更换，让作业人员的工作强度不断增加，而且还需要相关人员对基准站的仪器进行看守，所以作业经费也会增加。针对一些在山区环境内进行测量困难的局面，可以选择基站差分定位系统，在测量区域内布设相关差分基站，并将GPRS网络积极利用起来，获取相关的信号，不仅可以将作业的半径扩大，而且也可以避免出现信号被干扰定位信息不准确等问题。
基站差分系统主要是将基站差分软件接收GPS接收机原始数据充分利用起来，对这些数据经过分析和处理，在标准格式中将星历和观测的数据文件记录下来，这些数据可以直接在本地计算机内进行储存，同时也可以根据用户设定的时间通过网络进行上传，让处理用户能够下载。控制中心会统一发布差分数据，而流动站的用户在需要高准定位时，可以通过拥有GPRS或者GSM功能的手机拨号到控制中心，从而获取到需要的差分数据，能够为多个用户提供长时间的连接，并且该操作的费用相对比较低廉，而且该类系统还具有对接收机和用户机管理多种功能，使用价值非常高，基站差分系统工作模式如下图所示：
基站GPS差分系统与GPS RTK系统的定位原理相同，其与RTK系统相比，能够对原始数据进行更加高精度的处理，而且还能够发布精度相对较高的载波相位差分信号；在通讯上能够提供GPS、GSM等多种通讯方式，让差分信号能够实现完整、有效的传输工作，传输的距离更是不断增加，而且可以通过互联网下载处理原始数据。对基站差分系统设站也比较灵活，可以根据实际的工程情况和需要在合理的位置上进行架设组网。
2.基站差分系统在公路测量中的应用
2.1使用GPS控制进行测量
本文主要研究了在十漫高速公路测量中引用过基站差分系统，由于该高速公路的线路控制点大部分都遭受了破坏，所以为了让公路测量以及后续的工作能够顺利开展，就需要在线路附近引入控制，并且需要根据已知坐标对当地的坐标转换参数进行计算。在线路周边设置相关的GPSD极点作为首级控制，野外进行观测和对数据进行处理全部都需要按照全球定位的测量规范要求开展，在平差时，要根据已有的国家控制点对控制区域坐标转换的参数进行计算。
2.2使用基站差分RTK进行测量
本文所研究的十漫高速公路需要测量的线路大概有105km，并且线路周边没有房屋建筑物等覆盖，对其进行测绘的主要地物包括铁丝网、排水沟等一些公路的附属设施。直接采用RTK进行测量采集数据，为了让工程的进度得到保证，作业的人员应该分为两组，分别在距离十堰10km以及距离郧西70km处的位置各设置一个差分基站。外业进行观测的设备是TRIMBLE接收机，事先需要在RTK的手簿中将有关参数进行预设，当接收到差分信号后，需要实时记录数据并对其进行计算。
2.3分析基站差分RTK精度
分析基站差分RTK精度，首先需要比较RTK成果与原控制成果之间存在的差距，对线路建设阶段的部分控制点使用RTK进行测量，并使用较差计算方法进行计算，主要观测时间为2min，使用RTK方法对成果和原控制成果进行观测的较差如下表所示：
其次要分析检查RTK成果间的精度，在使用RTK技术进行测量时，为了保证测量的结果能够可靠，需要分析和检查小组在不同时间内的检测成果，由于检核的点相对较多，因此本文只统计和分析坐标偏差。在检核点中，其互差最小的值为0.003m，最大的互差为0.14m，绝对平均值为0.06m，其中有43个互差小于0.05m的点，有24个大于0.05m而小于0.1m的点，13个大于0.1m的点。在使用RTK互查时并没有严格要求仪器中杆对中平整，所以点位的差距相对较大，但是还是具有较高的精度。
最后需要检查和分析长时间差分精度，由于基站差分定位原理与RTK技术一致，所以通过查阅相关的文献可以知道，RTK进行有效的测量作用距离不会超过50km，但是在RTK测量系统当中，无线电传播的距离基本上会小于50km，因此本文主要检核分析了远离基站的数据，如下表所示：
表中的K1、K2、K3是按照相关的图根要求进行测量的，其观测的时间为1min，本文主要以十堰基站差分的结果为真值，复测郧西基站时观测的时间为3s。
由上表可以看出，当距离基站50km以上的距离时，观测时间高达2min都没有获取到较高的精度。在测量过程中，主要利用了更远处郧西基站的数据，对实验基站附近的高速公路两边的部分KM牌进行了检核，由于检核数据众多，所以主要以十堰基站的结果为真值，对其经过统计和分析，基站差分系统在大于50km的位置距离上，也能测得较高的精度，其误差基本上在10cm以内。在本文中由于受到了工程和条件的限制，所以并没有对更远大于60km的点进行验核。当然，随着增加了流动站和基准站的距离，初始化的时间也需要增加，因此比较容易出现失锁的现象。
3.结束语
基站差分系统采用了多种传输方式对数据进行传输，其中传输的主要信号传输媒介是GPRS，有效将传统RTK系统数据传输距离较短的缺点克服了，能够让工作效率不断提高，并且还能同时将工作人员的劳动强度降低，而且整个建设运行维护的费用相对较低，可以根据实际工程建设中的需要，随时随地架设基站对线路进行测量，随着社会不断发展，相关的研究人员还要不断深入研究基站差分系统，让其能够跟上时代发展的步伐，不断推动我国公路测量行业的发展。
参考文献
[1]梅琪. 基于多基站的差分卫星定位技术及系统的研究[D].广东工业大学,2018.
[2]韩善锋,曹凤海,甄建光,李乘宇,宋占武.单基站网络实时差分服务系统研究及应用[J].物探装备,2015,25(05):340-342.
论文作者:尹航
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：基站论文; 测量论文; 差分论文; 系统论文; 距离论文; 数据论文; 精度论文; 《基层建设》2019年第17期论文;