【正文】 道路中樁測量放樣，橫斷面測量，縱斷面地 面線測量等，在滿足測量精度的同時(shí)，也大大提高了作業(yè)效率，備受測量人士的青睞。 GPS RTK 的測量成果的精度與全站儀相比較不及全站儀，可靠性同樣不及全站儀。 GPS 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分 RTK 技術(shù)是近年來出現(xiàn)的測量高新技術(shù)，實(shí)踐證明其應(yīng)用能大大提高工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，成果質(zhì)量可靠等，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，給測繪工作帶來了巨大的影響。 郭建東等的已知點(diǎn)位比較法，即作為測量起算數(shù)據(jù)的高級(jí)控制網(wǎng)，一般用靜態(tài)GPS獲得，具有很高的可靠性，可以通過將己知點(diǎn)納 入到測量鏈中的方式進(jìn)行檢查。還有文章只從 GPS RTK的技術(shù)上來研究其精度的問題。此后電臺(tái)切換為另一個(gè)頻率，又可接收到另一個(gè)參考站的差分改正數(shù)據(jù)，得到同一點(diǎn)的另一個(gè)成果，實(shí)時(shí)地比較多個(gè)成果的數(shù)據(jù)，就可以判斷這次觀測 有無質(zhì)量問題，該方法具有實(shí)時(shí)性，是數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核的一個(gè)創(chuàng)新。張子江 [9]GPS測量數(shù)據(jù)來檢核 RTK 數(shù)據(jù)的精度，從而對(duì) RTK 的精度做了一些重要的分析，張孝軍[10]表探討了基站距離對(duì) GPS RTK 測量精度的影響，對(duì) 在探討 GPS RTK 定位的精度分析中，國外的研究學(xué)者對(duì) GPS RTK 測量過程進(jìn)行了分析，如 Jaysatalich[11]對(duì)天寶的 GPS儀器進(jìn)行 RTK 測試，發(fā)現(xiàn)其儀器的精度在正常情況下，觀測的距離可以達(dá)到 10km，平面的精度都在厘米級(jí)；ElMowafy[12]過研究高度角與 GPS RTK 的結(jié)果的誤差大小關(guān)系，發(fā)現(xiàn)高度角對(duì)RTK 測量結(jié)果有很大的影響，從而來研究 RTK 的精度問題， A． Nickitopoulou， S． Stiros[13]過分析 GPS在建筑物測量時(shí)來研究 GPS測量數(shù)據(jù)的精度，并分析高度角大小對(duì) GPS 測量成果的影響，從而來分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，Jinjun Guo[14]過研究 GPS RTK 在橋梁中的應(yīng)用，繼而來研究探討 RTK 成果的精度，得到了一些重要的結(jié)論，總之很多國內(nèi)外學(xué)者都對(duì) RTK 測量結(jié)果進(jìn)行精度與可靠性的研究，這些研究成果都值得參考與學(xué)習(xí)，為今后研究分析 RTK 的精度有著重要的意義?？刂浦行?(Control center)為整個(gè)系統(tǒng)的核心，它即是通訊控制中 心，也是數(shù)據(jù)處理中心。 論文主要內(nèi)容 論文主要研究內(nèi)容： （ 1）簡要介紹 GPS RTK 的基本測量原理。該系統(tǒng)從 20世紀(jì) 70年代開始設(shè)計(jì)、研制，歷經(jīng) 23年進(jìn)入全功能使用階段， GPS作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力，而 且具有良好的抗干擾性和保密性?，F(xiàn)在 GPS 已發(fā)展成為一個(gè)高速成長的產(chǎn)業(yè)，廣泛應(yīng)用于目標(biāo)定位、航海航空、測量等民用行業(yè)。衛(wèi)星分布在 6個(gè)軌道面內(nèi)，每個(gè)軌道面上分布有 4顆衛(wèi)星。每顆衛(wèi)星每天約有 5個(gè)小時(shí)在地平線以上，同時(shí)位于地平線的衛(wèi)星數(shù)目，隨時(shí)間和地點(diǎn)而異，最少為 4顆，最多可以達(dá) 11 顆。監(jiān)控站有五個(gè)， 7 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 除了主控站外，其它四個(gè)分別位于夏威夷 (Hawaii)、阿松森群島 (Ascencion)、狄哥伽西亞 (Diego Garcia)、卡瓦加蘭 (Kwajalein)，監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài) ；注入站有三個(gè)，它們分別位于阿松森群島 (Ascencion)、狄哥伽西亞 (Diego Garcia)、卡瓦加蘭 (Kwajalein)，注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。下面簡要介紹一下這兩種定位方法的原理。偽距法定位的數(shù)學(xué)模型為： –cδtk=ρj+δρ1j+δρ2j–cδtj (21) 式中： j衛(wèi)星號(hào)； ρj 接收機(jī)距第 j顆衛(wèi)星的偽距， cδtk 接收機(jī)鐘差； cδtj第 j顆衛(wèi)星號(hào)瞬間的鐘差， δρ1j， δρ2j分別為電離層和對(duì)流層的改正項(xiàng)。 （ 3） GPS系統(tǒng)基本特點(diǎn) 從 1978年發(fā)射的第一顆 GPS試驗(yàn)衛(wèi)星至今，人們利用該系統(tǒng)進(jìn)行了大量的定位應(yīng)用及相關(guān)研究， GPS系統(tǒng)具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)： 1）全球覆蓋連續(xù)導(dǎo)航定位。 3）實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位。 5）抗干擾性能好、保密性強(qiáng)。 3) GPS測量的速度快于傳統(tǒng)測量方式。 GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)包括網(wǎng)型構(gòu)造、精度、基準(zhǔn)等方面的設(shè)計(jì)，此外對(duì)于外業(yè)工作具體實(shí)施，還應(yīng)考慮觀測時(shí)段、時(shí)間、測站位置的選擇，接收機(jī)的類型及數(shù)量，交通后勤等因素。GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)的一般原則： （ 1） GPS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線。 （ 3） GPS網(wǎng)應(yīng)以 ―每個(gè)點(diǎn)至少獨(dú)立設(shè)站觀測兩次 ‖的原則布網(wǎng)。同時(shí)，還應(yīng)與相當(dāng)數(shù)量的地面水準(zhǔn)點(diǎn)重合，以提供大地水準(zhǔn)面的研究資料，實(shí)現(xiàn) GPS 大地高向正常高的轉(zhuǎn)換。 GPS的網(wǎng)中的異步環(huán)實(shí)質(zhì)上僅起到了多余觀測的作用，是剔除粗差的有效手段。外可靠性是指不可發(fā)現(xiàn)的粗差對(duì)網(wǎng)的坐標(biāo)未知參數(shù)的影響，即未能發(fā)現(xiàn)的粗差對(duì)測量成果的影響值。我們布設(shè) GPS 網(wǎng)的基準(zhǔn)包括網(wǎng)的位置基準(zhǔn)、方向基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)。而網(wǎng)的位置基準(zhǔn)，則決定于所取網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)的近似值系統(tǒng)和平差方法。 （ 2）選網(wǎng)中若干點(diǎn)（直到全部點(diǎn)）的坐標(biāo)值并給以適當(dāng)?shù)臋?quán)。而后兩種方法，對(duì) GPS 網(wǎng)定位的約束條件最少，所以通常稱為最小約束法； 約束平差法，在確定網(wǎng)的位置基準(zhǔn)的同時(shí)，對(duì) GPS 網(wǎng)的方向和尺度也會(huì)產(chǎn)生影響，其影響程度與約束條件的多少及所取觀測值的精度有關(guān)。 在一般情況下，對(duì)于一些區(qū)域性的 GPS 網(wǎng)，如城市、礦山和工程 GPS 網(wǎng)，是否精確位于地心坐標(biāo)系統(tǒng)，并不特別重要，因此，這時(shí)應(yīng)多采用最小約束平差法。能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度 [2]。流動(dòng)站的 GPS接收機(jī)再利用 OTF(運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度 )技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測量和流動(dòng)站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。 基準(zhǔn)站流動(dòng)站 圖 21 RTK 原理圖 RTK 作業(yè)模式主要包括： （ 1）快速靜態(tài)測量，采用這種模式，要求 GPS接收機(jī)在用戶站上靜止地進(jìn)行觀測。 常規(guī)的 GPS測量方法，需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而 GPS RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，它的出現(xiàn)廣泛應(yīng)用于 以下幾個(gè)方面： ① 各種控制測量； ② 地形測圖；③ 放樣； ④ 在海洋測繪中的應(yīng)用 (海洋測繪主要包括海上定位、海洋大地測量和水下地形測量 )，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。 圖 22 GPS RTK 數(shù)據(jù)流程示意圖 GPS RTK 系統(tǒng)的組成 13 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 GPS RTK 實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成： （ 1）基準(zhǔn)站 :主要由一臺(tái) GPS接收機(jī)、 GPS天線、電臺(tái)和通訊天線組成。由于基準(zhǔn)站設(shè)置次數(shù)少，一般與流動(dòng)站共用電子手薄，使用電子手薄設(shè)置完基準(zhǔn)站后，轉(zhuǎn)給流動(dòng)站使用。 ② 流動(dòng)站接收電臺(tái)：可以內(nèi)置在 GPS接收機(jī)內(nèi)部，也有外置的獨(dú)立電臺(tái)。 GPS RTK 技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 與靜態(tài) GPS的比較 RTK 有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）測量外業(yè)容易受到地形、氣候、季節(jié)、森林覆蓋等諸多因素的影響，使測量精度、作業(yè)速度都受到很大限制，在能見度低、難通視的情況下，有些測量作業(yè)根本無法進(jìn)行。 14 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文 （ 3）綜合測繪能力強(qiáng)，作業(yè)集成度高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可勝任各種測繪內(nèi) 、外業(yè)。集成化 GPS RTK 接收機(jī)已經(jīng)問世，例如 leica公司推出的 MCGPS1000 接收機(jī)，能實(shí)時(shí)地提供每秒 10 次厘米級(jí) GPS定位成果輸出，而點(diǎn)位成果的時(shí)間延遲不超過 （ 5）作業(yè)人員少，定位速度快，綜合效益高。進(jìn)行 GPS RTK 定位時(shí)，基準(zhǔn)站將觀測值及其已知坐標(biāo)通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站不僅采集 GPS 觀測數(shù)據(jù)還要接受通過數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)送來的基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，并在流動(dòng)站上形成差分觀測之后實(shí)時(shí)求出流動(dòng)站坐標(biāo)，其精度可達(dá)到厘米級(jí)， GPS RTK 關(guān)鍵技術(shù)有如下幾點(diǎn)： （ 1）數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) GPS RTK 技術(shù)要求基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)向流動(dòng)站發(fā)送信息，要求信息發(fā)送量大，數(shù)據(jù)可靠及誤碼率小，移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)促成 GPS RTK 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成熟。隨后，又出現(xiàn)組合波搜索技術(shù)和目前的 Z 跟蹤技術(shù)以及共同跟蹤技術(shù)；科技的發(fā)展令人目眩，2020年 Ashtech又推出采 用 instantGPS RTK 的 Zxtreme接收機(jī)；隨著 GPS在動(dòng)態(tài)定位領(lǐng)域的發(fā)展，特別是 GPS RTK 技術(shù)的發(fā)展，專家學(xué)者提出了各種求解動(dòng)態(tài)測量中相位整周模糊度的 OTF功法。 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法，一般是在 RTK 作業(yè)前首先在測區(qū)做一定數(shù)量的靜態(tài) GPS控制點(diǎn)，與地方坐標(biāo)系的控制點(diǎn)聯(lián)測，以同時(shí)獲取 GPS點(diǎn)的 WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)和地方坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)，然后利用后處理軟件或 GPS 控制器內(nèi)置的實(shí)時(shí)處理軟件求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，如果測區(qū)內(nèi)的已知控制點(diǎn)己經(jīng)有地方坐標(biāo)系坐標(biāo)和 WGS84坐標(biāo)系坐標(biāo)，則可直接利用隨機(jī)軟件求解坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。 （ 4）基準(zhǔn)站的設(shè)置 GPS 衛(wèi)星處在 2104km 多的高空，從衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)到接收機(jī)接收，中間要經(jīng)過電離層、對(duì)流層以及來自多方面的干擾，其信號(hào)一般十分微弱，通常只有50～ 180dB。 GPS RTK 技術(shù)在應(yīng)用中遇到的其中一個(gè)問題就是參