云南省测绘工程院 昆明 650033
摘要：随着现代科学技术的不断进步，3S（GPS、GIS、RS）测绘技术也正面临着一次具有改革性质的巨大挑战，其中GPS实时动态RTK测量技术已经成为测绘领域内的核心技术。GPS-RTK技术在工程测量工作中的应用，极大的提高了工程测量的精准度，使之可以为工程的建设与发展发挥更加重要的促进作用。因此，在实际工作中，我们必须重视GPS-RTK测量技术的合理应用，使之可以为工程控制测量精度、地形测图以及工程放样等工作提供全面的技术支持。
关键词：测绘工程；RTK测量技术；应用与探讨
从目前工程测量工作发展的具体状况来看，GPS-RTK技术已经成为应用范围最广泛的测量技术之一，为工程测量工作的发展发挥了巨大的作用。GPS-RTK技术，是基于GPS技术发展而发展起来的一种测量技术。其在工程测量的环节的应用，需要基准站接收机通过数据链接电台，将实时观测的卫星数据和用户输入信息传送给流动站接收机，并利用载波相位观测值进行差分处理以及坐标转换，得出每个测量点的平面坐标以及海拔高度。提高工程测量工作的精准性，使之可以在科学的施工技术下，不断提高工程测量工作的水平。
1、RTK测量作业模式
RTK施工测量作业模式按实现手段可分为两大类：一类是以单基站广播差分改正信息的常规RTK模式；另一类是以CORS（连续运行卫星定位服务综合系统）网络RTK模式。
1.1常规RTK模式系统组成及原理：常规RTK系统主要由一个参考站、若干个流动站及数据通讯系统组成。常规RTK数据通讯通常采用无线电技术（常规电台和GSM或GPRS/CDMA通讯）。
工作原理：在常规RTK作业模式下，一个临时建立的参考站对所有可见的GNSS卫星进行连续观测，并通过数据通讯系统（电台或GPRS/CDMA）将其观测的数据及测站坐标信息直接传送给流动站，流动站在采集GNSS卫星数据的同时，还通过数据通讯系统接收来自基准站的信息，并组成差分观测值进行实时处理，得到流动站的定位结果。
1.2网络RTK模式系统组成及原理：网络RTK也称多基站RTK，它由参考站网（多个参考站）、数据处理中心、数据通讯链路和用户（流动站）部分组成。当前，利用多基站RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（Continuous Operational Reference System，简称CORS系统）是网络RTK的典型代表，CORS系统可以定义为由若干个固定的、连续运行的GNSS参考站、控制中心、互联网和无线通讯（GSM、GPRS/CDMA）技术和用户部分组成。CORS技术目前有代表性的主要有两种，一种是由Trimble公司提出的虚拟参考站技术（简称VRS技术），另一种是Leica公司提出的主辅站技术（简称为MAC技术），也称为改进的FKP—区域改正数法）。
VRS技术工作原理：地面多个固定连续运行的参考站网络，将接收GNSS卫星信号利用现代化数据通信和互联网（LAN/WAN）技术传送至控制中心，同时控制中心还实时地侦听用户（流动站）的服务请求并接收用户（流动站）发过来的近似坐标（流动站采集的GNSS数据），根据用户的工作位置（近似坐标）并综合利用各参考站的观测信息，建立精确的误差模型，整体改正卫星的轨道误差及电离层、对流层和大气折射引起的误差，将高精度的差分信号发送给用户（流动站）。
1.3RTK几种作业模式下的优缺点及适用条件
常规RTK电台作业模式下的优点：数据稳定，在任何地区都可以使用。缺点：（1）基站要架设地势较高处，且架设基站设备较多、电瓶较重；（2）作用距离较短（一般在3~5km）范围。
常规RTK（GPRS/CDMA）无线网络模式下的优点：仪器配置简单，野外携带及架设简单；作用距离较大；基准站架设更加灵活，不需架设高地势；缺点：（1）没有GSM或GPRS/CDMA信号地区不能使用；（2）产生的费用较高。
常规RTK作业相比CORS网络RTK，主要表现以下不足：（1）用户需要架设本地的参考站；（2）测量误差随距离增长而增大，其可靠性和可行性随距离加大而降低；（3）由于误差限制，使流动站和参考站距离受到限制。
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CORS网络RTK模式下的优点：（1）改进了初始化时间、扩大了有效作业范围；（2）采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；（3）采用了多个参考站的联合数据，可以有效地消除系统主误差和周跳，大大提高了可靠性；（4）用户不需架设参考站，真正实现了单机作业，提高了仪器使用效率，减少了使用人员；（5）使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰；（6）提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；缺点：（1）由于目各省的CORS系统刚使用，技术不是十分成熟，误差模型的生成还存在许多问题，在电离层和对流层强烈活动条件下出现较大误差，影响实际使用；（2）系统使用费用较高；（3）只有在建立CORS网和GRPS/CDMA信号较强的地区才有条件使用。
2、工程测量中GPS-RTK技术的应用
2.1 在工程控制测量方面的作用
将GPS-RTK技术应用在工程测量工作中，对于传统工程测量中测量工作的整体控制测量、局部加密控制测量两个部分进行的工作程序，可以进行合理的简化。在实际的测量工作中，GPS-RTK技术的应用，可以简化传统测量中通视方向点以及加密控制的工作环节，以直接移动测量控制点上的5S设备便可以实现测量的具体要求。因此，GPS-RTK技术在工程控制测量方面的广泛使用，提高了工程测量数据的准确性。为建立工程测量数据分析的系统工作，提供了可以实现的现实基础。
2.2 在工程施工放样方面的作用
在工程测量的过程中，GPS-RTK技术在施工放样工作方面的应用效果也非常明显。放样作为测量的一项重要工作，其发展的意义相对重要。在施工放样的工作环节，我们可以通过将相关测量仪器放置在指定的测量点，在根据工程施工的特点，采用GPS-RTK技术进行放样，利用专业的软件处理重要的坐标数据。并在适当的时间内利用GPS-RTK技术，对坐标数据与GPS-RTK设备的天线坐标进行核对，通过二者之间的数据差，形成施工放样工作的测量图及其坐标位置。
2.3 在工程碎部测量方面的作用
随着工程测量工作整体水平的不断提高，GPS-RTK技术在工程碎部测量方面的应用也引起了人们的关注。利用传统的测量设备以及方法进行工程碎部的测量，不但测量工序复杂，而且测量的效率比较低。利用GPS-RTK技术进行工程碎部的测量，需要按照工程的实际状况架设基准站，工作人员便可以开始进行相关的测量工作。另外，在进行工程碎部的测量环节，必须确保测量设备已经处于初始化的状态。同时，在整个测量区域内，利用专业的软件将所有的测量点数据全部输入，等待输出的测量点数据即可。整个测量的工作，不仅需要的工作人员较少，而且测量工作的效率相对传统的测量工作的效率会有很大的提高。
2.4 在工程断面与水下测量方面的作用
在工程测量的相关工作中，工程断面测量与水下测量两个工作方面，对工程测量工作的整体发展而言，同样具有重要的影响。因此，在实际的工作测量工作中，我们应结合工程测量工作的具体情况，选择适当的工作时间，合理的将GPS-RTK技术应用到相关的测量环节中。在工程断面测量的具体工作环节中，断面桩无方向点的问题，在传统的测量技术下，一直没有得到较好的解决。出于这个问题的考虑，在GPS-RTK技术应用的过程中，还需要通过GPS-RTK接收机、人工记录、数据采集等环节确保测量点三维坐标数据的精准输出目标的实现。
另外，在水下测量的工作方面，由于水下测量环境的不稳定性，为了尽量减少测量数据失误的情况，必须安排相关的工作人员，进行必要的验潮实验。GPS-RTK技术的合理应用，在一定程度上，可以降低环境对测量数据的影响。利用GPS-RTK技术进行水下的测量工作，可以较短的时间内通过快速的进行三维定位并得出相应的坐标数据，使水下测量数据的完整性、准确性以及真实性的目标得以实现。
3、结语
在工程测量中，RTK测量技术凭借其作业的高效性、测量的高精度性、高程度的自动化和集约化，成为了当今测量技术的主力军，逐渐取代了传统的测量技术。作为测量技术发展中的里程碑，RTK测量的技术水平也将越来越高，在工程测量方面发挥了极大的作用，极大地提升了工程质量和工程建设效率，从很大程度上解放了生产力，此技术可以得到大力推广和应用。
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作者简介：
彭阳华（1966-），男，汉族，湖南祁东人，现为云南省测绘工程院工程师，主要从事工程测量，水准测量。
论文作者:彭阳华
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/9/30
标签：测量论文; 工程论文; 技术论文; 工作论文; 数据论文; 流动站论文; 作业论文; 《基层建设》2015年4期供稿论文;