摘要：RTK的发展带来了传统测绘的巨大变革，本文探讨如何利用RTK的“工作效益高、定位精度高、全天候作业、操作简单、作业速度快、劳动强度低、数据安全可靠”等优点，进行大规模的数字化地形图控制测量。对于相关领域科研工作者和同行业工作人员具有十分重要的参考意义。
关键词：大面积地形图；控制测量；RTK
1 引言
实时动态（RTK）定位是一种卫星导航技术，用于提高从基于卫星的定位系统（全球导航卫星系统，GNSS）（如GPS，GLONASS，Galileo和北斗）获得的位置数据的精度。除信号的信息内容外，它还使用信号载波相位的测量值，并依靠单个参考站或插值虚拟站提供实时校正，提供高达厘米级的精度。特别参考GPS，该系统通常被称为载波相位增强或CPGPS。它适用于土地调查，水文测量和无人驾驶飞行器导航。卫星导航接收器和卫星之间的距离可以根据信号从卫星传播到接收器所需的时间来计算。为了计算延迟，接收机必须对准伪随机二进制序列包含在信号内部产生的伪随机二进制序列。由于卫星信号需要时间到达接收器，卫星的序列相对于接收器的序列被延迟。通过逐渐延迟接收器的序列，两个序列最终对齐。得到的距离测量的准确性基本上取决于接收机电子设备精确处理来自卫星的信号的能力，以及其他误差源，如非减轻的电离层和对流层延迟，多径，卫星时钟和星历误差等。RTK遵循相同的一般概念，但使用卫星信号的载波作为其信号，忽略其中包含的信息。RTK使用固定基站和流动站来减少流动站的位置误差。基站将校正数据发送到流动站。将RTK技术应用到大面积地形图控制测量中，可以尽量减少以往复杂的测量步骤，简化测量仪器，提高测量效率，是未来发展的方向。
2 RTK应用于大面积地形图控制测量
许多大面积地形图控制测量需要大量投资，因此，准确的造价估算对工程的设计和施工至关重要。不准确的测量结果是地形图不代表建筑区域。地形图也被用来划分子田管理区域和特定地点的土壤管理。实时运动全球定位系统（RTK-GPS）是地形测量的重要组成部分。RTK是一种在实践中应用的技术，在实践中精度是必须的。在RTK中，相关GPS信号从一个已知位置的基接收器实时传输到一个或多个漫游者接收器。随着基于RTK的GPS系统的最新发展，通过补偿延迟、轨道误差和GPS几何中的其他变量，水平精度可以达到1cm。时间相关的系统误差可能影响RTK-GPS系统的垂直精度。RTK-GPS设备可以以4-9cm的高程误差确定了野外大小区域的地形。RTK-GPS推算的单点高程即使存在很小的差异，也会导致坡度、流域面积等参数的较大差异。虽然成功应用RTK-GPS系统可以提高地形测量的质量，但在某些情况下，这些系统的准确性存在问题。任何来自自然或人为障碍物（例如树木和建筑物）的阻塞，都会限制或不可能使用RTK系统。在这种情况下，使用全站仪可以进行精确的测量。然而，现场条件并不总是允许仪器的准确度。
卫星的距离基本上是通过将载波波长乘以卫星和流动站之间的整个周期数并加上相位差来计算的。确定周期数是非常重要的，因为信号可以在相位上移位一个或多个周期。这导致误差等于估计的波长周期数乘以波长的误差，对于L1信号，该误差为19cm。解决这种所谓的整数模糊度搜索问题会导致厘米精度。使用复杂的统计方法可以减少误差，这些方法可以比较C / A信号的测量值，并比较多个卫星之间的结果范围。
如果继续假设锁定精度为1％，则使用该技术可能的改进可能非常高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如，在GPS的情况下，在L1信号中广播的粗略获取（C / A）码在1.023MHz处改变相位，但是L1载波本身是1575.42MHz，其改变相位超过一千次。更经常的。因此，L1载波相位测量中的±1％误差对应于基线估计中的±1.9mm误差。
实际上，RTK系统使用单个基站接收器和许多移动单元。基站重新广播它观察到的载波的相位，并且移动单元将它们自己的相位测量值与从基站接收的相位测量值进行比较。有几种方法可以将校正信号从基站发送到移动台。实现实时，低成本信号传输的最流行方式是使用无线调制解调器，通常在UHF频段。在大多数国家/地区，某些频率专门用于RTK目的。大多数土地测量设备都有内置的UHF波段无线调制解调器作为标准选项。RTK可提供距离基站约20公里的精度增强。这允许单元计算它们在毫米内的相对位置，尽管它们的绝对位置仅精确到与基站的计算位置相同的精度。这些系统的典型标称精度是水平1厘米±2百万分率（ppm）和垂直2厘米±2 ppm。
虽然这些参数限制了RTK技术对一般导航的有用性，但该技术非常适合于测量等角色。在这种情况下，基站位于已知的调查位置，通常是基准，然后移动单元可以通过采取相对于该点的修正来产生高度精确的地图。RTK还发现了自动驾驶/自动驾驶系统，精密农业，机器控制系统和类似角色的用途。所述RTK网络延长使用RTK与含的基准站的网络中的更大的面积。运行可靠性和准确性取决于参考站网络的密度和能力。
实例中RTK控制测量任务紧急，测区范围大，除利用旧点外，共埋石117座。起算点点数少，相距远，且互不通视，如采用传统作业方法，难以按时完成任务，说明利用RTK技术布设控制网具有非常高的效率。RTK点位选择的好坏，直接影响卫星信号，要远离高压线、电视及无线电发射塔、电厂及变电站。外业定位测量时，仪器对中和量取天线高产生的误差和错误，是无法从同步环、异步环闭合差检核中检验出来的，作业时应对此进行认真检核，应采取足够的措施（如强制对中等）来减少该项误差。面对多台RTK接收机联合作业，在满足规范的情况下，如何安排观测方案，发挥最大效率，则是值得认真考虑的问题。不仅组织者要有较高的领导和管理水平，而且作业人员要紧密合作，认真负责，是集体智慧的结晶。从本次RTK外业观测情况看，由于以前没有做过大规模的RTK测量，没有什么经验借鉴，要在实践中探索，但是在大家的密切配合下，虽然作业时走了点弯路，但基本上是比较合理的，与以住RTK测量情况相比，作业所花费的时间就充分证明了这一点。利用软件特性对数据进行处理，求得最佳结果，加强检核条件，需要业内计算人员认真细致，并且要有较高的测量专业知识和计算机知识。
GPS RTK通过基站和流动站之间进行数据交换，因此两站之间的信号十分重要，直接决定了RTK技术的数据传播速度和质量，在大面积地形图控制测量中如何将基准站选对位置，不仅仅是经验之谈，更是专业素养和知识决定。在RTK测量中，由于流动站随着与基准站距离的增大，初始化时间增长，精度将会降低，故流动站与基准站之间距离不能太大，要求一般不超过10km，本测区东西宽8.9km，南北向最长为11.2km，因此必须在测区中部设站才能保证上述要求：由于考虑到基准站上空无卫星信号及大面积遮盖的影响、RTK数据链通讯的元线电干扰及提高基准站无线架设高度和安全性等要求，在实际大面积地形图控制测量中要选好位置作为基准站。
3 结论
必须非常谨慎地使用调查数据来创建精确的地形表示，因为这对任何大面积地形图控制测量都是至关重要的。进行了地质统计学分析，考察了测量面积的大小和读数的个数对半方差图模型是否有影响。同时，本文的目的是观察测量准确度对工程设计质量和成本估算的影响，不同的面积大小和读数显示了不同的结果。今后在大面积地形图测量中应该多引入先进技术，这为提高工作效率，减少工作困难提供了先决条件。
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论文作者:卞文杰
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：测量论文; 地形图论文; 误差论文; 信号论文; 大面积论文; 基站论文; 相位论文; 《防护工程》2019年第3期论文;