摘要：GPS-RTK技术是在GPS技术上产生的，能快速、准确的测量三维坐标，和常规的控制测量模式相比，该技术具有精度高、速度快的特征，被广泛用于测绘工作中。本文首先分析GPS-RTK的工作原理，然后分析影响GPS-RTK在常规控制测量应用精度和可靠性的因素，最后分析提升GPS-RTK精度及可靠性的措施。
关键词：GPS-RTK；常规控制测量；精度；可靠性
GPS-RTK是测绘领域的一种新技术，具有省时、灵活、快速、高效的特征，从某种程度上提升着测量工作的可靠性。随着测绘技术的发展，GPS-RTK被越来越多的用于房产测量、地形测量、工程测量等领域，下面，本文从以下几点探讨GPS-RTK在常规控制测量中的应用。
1.GPS-RTK的工作原理
GPS-RTK是在GPS基础上发展的控制测量技术，基本思路为在基准站设置GPS接收机，对GPS卫星进行检测，并及时将数据发至流动站。接收机在接收信号的同时，通过接收设备、基准站传输的数据，然后再根据相应原理，对坐标、精度等进行计算。通过所计算的结果，能监测观测质量，判断解算结果的准确性，以减少不必要的观测量，缩短观测时间[1]。
一般来讲，GPS-RTK由接收设备、传输设备、软件系统组成，其中，传输设备由发射电台、接收电台组成，能实时测量相应设备；软件系统具备解算三维坐标的功能。GPS-RTK除具备GPS技术优势外，还具有实时解算、观测时间短的优势，因此，GPS-RTK能提高测量工作效率。
2.GPS-RTK在常规控制测量中精度及可靠性的影响因素
2.1整周模糊数的确定
通常情况下，地面两点间距比较短时，系统能准确的模拟对流层、电离层影响，且残留影响也能通过对测量结果的处理而削弱。但是，电离层中的电子含量会随着时空发生变化，卫星信号到达移动站、基准站时将出现程度不同的影响。当电离层活动比较剧烈时，会出现周跳，即便是比较短的基线，也要通过对观测时间的延长来稳定整周值。研究显示，整周模糊数的确定因素为接收机类型、移动站到基准站的距离、观测卫星数量、软件质量[2]。一般来讲，双频RTK的初始时间明显短于单频，且相同距离的关系也不大；解算过程中使用的星数越多，RTK的可靠性、精确度越好。
2.2RTK误差
第一，同测站有关的误差。这种误差包括多路径误差、气象因素等。其中，多路径误差是RTK测量中的严重误差，不但影响测量结果的准确度，还会造成信号失锁。多路径误差多取决于接收机周围的环境，若周围有着高大的建筑物，将严重影响电磁波，也就是接收机天线所接收的信号，不仅包含卫星发射的信号，还包含反射体所发射的电磁波，这两种信号叠加在一起属于观测量。一般情况下，多路径误差为1-5cm，在高反射条件下达10cm，且误差多为周期性变化，严重影响GPS-RTK的测量结果[3]。
第二，同距离有关的误差。这种误差包括对流层误差、轨道误差等，从当前的轨道误差上看，通常只有几米，其余误差则为1×10-6D。针对长度在10km以内的基线，所产生的影响是可以忽略的。电离层误差和太阳黑子的活动有着密切关系，多数情况下影响低于5×10-6D。当太阳黑子全面爆发后，影响值高达50×10-6D。从对流层角度上看，其误差和点距、高度差相关，影响值在3×10-6D左右。
针对同测站相关的误差，可使用各种校正方法削弱，而和同距离相关的误差，则随着移动站、基准站距离的扩大增加。故而，在对GPS-RTK进行测量时，除使用有效手段减少误差外，还要限制作业半径。
2.3数据传输
GPS-RTK测量期间，移动站只要实时接收基准站信号，就能定位坐标位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见，能否可靠、持续的接收基准站信号，是决定GPS-RTK成功与否的关键，同时，这也是制约测程的主要因素。数据调查显示，GPS-RTK测程为15km，但是，若地形比较复杂，再加上流动站、基准站有障碍物阻隔，不但影响着流动站、基准站之间的通讯，还会影响接收卫星信号，减小工作半径[4]。这种情况下，为了能够顺利的接收数据信号，必须保证基准站、接收站满足电磁波的通视需求，也就是借助各传播方式将电磁波传至流动站，从而缩短观测时间，提高工作效率。
3.提升GPS-RTK在常规控制测量中精度及可靠性的措施
在一定区域内，GPS-RTK能更好满足常规控制测量对水准测量的要求。由于GPS-RTK技术和常规的控制测量不同，是不能用常规测量控制标准衡量的，特别是边长比较短的邻近点。GPS-RTK技术误差分布比较均匀，几乎不会积累误差，精准度和可靠性高。
3.1合理布设控制点
在使用GPS-RTK常规控制测量时，控制网的分布情况也会影响着测量结果，这些控制点能为GPS-RTK提供数据，为满足流动站、基准站之间的数据交换，通常要将相邻点距离控制在作业半径的三分之二以内。针对测量环境不好的区域，还要适当增加控制点数量。
3.2限制作业半径
GPS-RTK测量中，流动站的工作半径也会影响测量精度。对于相对平坦的作业面，其半径应控制在10km左右；丘陵地区半径控制为6km，城镇地区则控制为3km。总之，越是复杂的区域，工作半径越短。
3.3合理选择基准站的位置
首先，尽量让基准站远离面积比较大的平静水域。草地、灌木丛等植被能更好的吸收信号，是比较理想的基准站设置区域。耕种土地和粗糙的地面，反射能力相对较差，也能安置基准站；其次，为有效预防反射信号进入天线，产生各种路径的误差，不能将基准站设置在盆地、山坡中；最后，还要让基准站尽量远离车流大、建筑物遮挡的区域[5]。
3.4复核观测结果
GPS-RTK测量技术具有快速、实时、高效的特征，但整周未知数多为94%-99%，且工作中缺少检核条件，个别点极易出现误差。为保证GPS-RTK测量结果的可靠性和精准度，必须反复核对观测结果。一般来讲，结果的复核分为作业前、作业中两方面。其中，作业前的复核是指GPS-RTK测量前，先对已知点进行检测，待新测坐标、已知坐标符合要求后，才能进行测量；作业中的复核多指在工作中使用不同起算点对部分的重合点进行测定，或使用两次观测法观测同一点。
4.小结
综上所述，GPS-RTK作为一种新型的控制测量技术，在准确测量高程、坐标，保证测量可靠性和精度上具有重要作用。随着近年GPS系统的快速发展，GPS-RTK技术应用越来越广泛，然而，由于GPS-RTK不同于常规控制测量，工作期间易受各方面限制，影响测量精准度。因此，需合理布设控制点，严格限制作业半径，合理选择基准站的位置，反复核对观测结果，从而保证检测结果，提高企业效益。
参考文献：
[1]陈斯恺.常规控制测量中应用GPS-RTK的精度及可靠性研究[J].工程建设与设计，2017（4）：219-220.
[2]陈晓晖.GPS RTK与常规控制测量的误差对比探讨[J].大科技，2015（15）：148-149.
[3]史俊莉，牛鹏涛，田九玲等.GPS RTK技术和常规控制测量的应用分析[J].科技视界，2013（26）：80-81.
[4]王强.GPS-RTK在常规工程测量中的应用精度与可靠性[J].工程建设与设计，2017（10）：200-201.
[5]辛立国.GPS—RTK技术替代常规控制测量的应用研究[J].四川水泥，2015（6）：160.
论文作者:贾海波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/16
标签：测量论文; 误差论文; 基准论文; 常规论文; 作业论文; 可靠性论文; 精度论文; 《基层建设》2018年第3期论文;