【正文】 K（ Real Time Kinematic）技術(shù)是以載波相位測(cè)量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的以載波相位測(cè)量為依據(jù)的實(shí) 時(shí)差分 GPS測(cè)量技術(shù)，是 GPS 測(cè)量技術(shù)發(fā)展里程中的一個(gè)標(biāo)志，是一種高校的定位技術(shù)。它能夠?qū)崟r(shí)的地提供測(cè)站點(diǎn)指定坐標(biāo)系的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。修正法是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給移動(dòng)站，改正移動(dòng)站接 收到的載波相位，再解求坐標(biāo)；差分法是將基準(zhǔn)站采集到的載波相位發(fā)送給移動(dòng)站，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。 RTK 工作原理及模式如 所示。 如圖； 圖 RTK系統(tǒng)基準(zhǔn)站組成 顯示坐標(biāo)成果 調(diào)制解調(diào)器 控制器 傳感器 RTK 天線 調(diào)制解調(diào)器 傳感器 傳感器 RTK 天線 3 圖 RTK系統(tǒng)流動(dòng)站組成 GPS系統(tǒng)是一種采用距離交會(huì)法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。從而用距離交會(huì)的 方法 求得 P點(diǎn)的維坐標(biāo) (Xp,Yp， Zp)，其數(shù)學(xué)式為： SAP2=[( XpXA)2+(YpYA) 2+(Zp+ZA) 2] SBP2=[( XpXB)2+(YpYB) 2+(Zp+ZB) 2] SCP2=[( XpXC)2+(YpYC) 2+(Zp+ZC) 2] 式中 (XA， YA， ZA), (XB， YB， ZB), (XC， YC， ZC)分別為衛(wèi)星 A， B， C 在時(shí)刻 ti 的空間直角坐標(biāo)。（如： WGS84世界大地坐標(biāo)系和 1980年西安大地坐標(biāo)系。這樣更有利于表達(dá)地面控制點(diǎn) 的位置和處理 GPS 觀測(cè)成果，因此在測(cè)量中被得到了廣泛的應(yīng)用。 即移動(dòng)站遷站過程中不能關(guān)機(jī)，不能失鎖。 5 第二章 GPS— RTK 定位 系統(tǒng)的操作方法及特點(diǎn) GPS— RTK 定位主要包括基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成。流動(dòng)站在利用數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)占鶞?zhǔn)站相關(guān)數(shù)據(jù)的同時(shí)，還要對(duì) GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)成差分觀測(cè)值實(shí)時(shí)處理這些數(shù)據(jù)，然后得出精確到 cm級(jí)的定位結(jié)果。 RTK 的 具體 作業(yè)過程 ． 啟動(dòng)基準(zhǔn)站 將基準(zhǔn)站架設(shè)在上空開闊、沒有強(qiáng)電磁干 擾、多路徑誤差影響小的控制點(diǎn)上，正確連接好各儀器電纜，打開各儀器。 按工程設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，對(duì)當(dāng)?shù)馗叩燃?jí)已知控制點(diǎn)進(jìn)行收集和檢測(cè)，確保相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 已知控制點(diǎn)與施測(cè)線路之間相距較遠(yuǎn)，因此，根據(jù)相關(guān)要求在線路附近布測(cè)了 10 個(gè)平而兼高程控制點(diǎn)作為 GPS 基準(zhǔn)站。每?jī)蓚€(gè)控制點(diǎn)之間相距 1km 左右，最大不超過 2km。這個(gè)文件夾中包括許多小文件，它們分別是測(cè)量的成果文件和各種參數(shù)設(shè)置文件，如 *.dat、 *.cot、 *.rtk、 *.ini 等。通過控制點(diǎn)來調(diào)整 RTK 參數(shù)，計(jì)算出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)后，定位點(diǎn)工程獨(dú)立坐標(biāo)的計(jì)算工作就能通過測(cè)量控制器來完成。先選擇三個(gè)或三個(gè)以上高程的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在控制器上輸入這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)逐點(diǎn)定位觀測(cè)至少 5分鐘，結(jié)束監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)后，通過測(cè)量控制器對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 二是通過在步驟 l 中測(cè)得的所有控制點(diǎn)的大地經(jīng)緯度來對(duì)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)進(jìn)行測(cè)算。實(shí)踐表明，通過該方法測(cè)算出的參數(shù)準(zhǔn)確度較高，且比較節(jié)省時(shí)間。 . 點(diǎn)校正 CPS 測(cè)量的為 W CS 一 84系坐標(biāo)，而我們通常需要的是在流動(dòng)站上實(shí)時(shí)顯示國(guó)家坐標(biāo)系或地力獨(dú)立坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，這需要進(jìn)行坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，即點(diǎn)校正。 1． 在已知轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果上作是在國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行，而且知道橢球參數(shù)和投 影方式以及基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，則可以直接定義坐標(biāo)系統(tǒng)，建議在 RTK測(cè)量中最好加入 12個(gè)點(diǎn)校正，避免投影變形過大，提高數(shù)據(jù)可靠性。如果在局域坐標(biāo)系統(tǒng)中工作或任何坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量和放樣工作，可以直接采用點(diǎn)校正方式建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式，平面至少 3 個(gè)點(diǎn)，如果進(jìn)行高程擬合則至少要有 4個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)參與點(diǎn)校 正。注意要在 “ 固定解 ” 狀態(tài)下，才開始測(cè)量。當(dāng) “ 存儲(chǔ) ” 功能鍵出現(xiàn)時(shí)，若滿足要求則按 “ 存儲(chǔ) ” 鍵保存觀測(cè)值，否則按 “ 取消 ” 放棄觀測(cè)。當(dāng)初始化完成后，在主菜單上選擇 “ 測(cè)量 ” 圖標(biāo)打開，測(cè)量方式選擇 “RTK”, 再選擇 “ 放樣 ” 選項(xiàng)，即可進(jìn)行放樣測(cè)量作業(yè)。當(dāng)流動(dòng)站距離放樣點(diǎn)就距離小于設(shè)定值時(shí)，手薄上顯示同心圓和十字絲 分別表示放樣點(diǎn)位置和天線中心位置。 7 (1)普通監(jiān)測(cè)工作。 (2)定線放樣工作。放線時(shí)，測(cè)點(diǎn)里程及其對(duì)應(yīng)的偏移距就能在控制器上顯示出來，以便更好的開展放線工作。通過 RTK 測(cè)量工程沿線和各工點(diǎn)的局部地形，一個(gè)基準(zhǔn)站可同時(shí)為多個(gè)流動(dòng)站工作，因此，可分三個(gè)小組同時(shí)展開地形測(cè)繪工作，而且大多數(shù)地形測(cè)繪僅通過這項(xiàng)技術(shù)就能完成。這樣可以利用 RTK 技術(shù)對(duì)所需圖和點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)，再通過全站儀測(cè)量碎部。 通過本章的論述我們了解了 RTK的基本原 理、系統(tǒng)組成及工作條件。RTK 的技術(shù)特點(diǎn)是 RTK優(yōu)于其他測(cè)量技術(shù)的概括。了解了 RTK 的局限性，使我們知道了對(duì)于一些測(cè)量 RTK也是受到限制的。 GPSRTK 測(cè)量技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn) 相對(duì)于經(jīng)典測(cè)量學(xué)來說， GPS 測(cè)量主要有以下特點(diǎn)： 。 GPS 這一特點(diǎn)，使得選點(diǎn)更加靈活方便。 。大量實(shí)驗(yàn)證明，在小于 50公里的基線上，其相對(duì)定位精度可達(dá) 1210 6，而在 100～ 500 公里的基線上可達(dá) 106～ 107。在小于 20公里的短基線上，快速相對(duì)定位一般只需 5分鐘觀測(cè)時(shí)間即可。 GPS 測(cè)量在精確測(cè)定觀測(cè)站平面位置的同時(shí)，可以精確測(cè)定觀測(cè)站的大地高程。 GPS 測(cè)量的自動(dòng)化程度很高。 8 。 GPS測(cè)量在公路測(cè)量中的應(yīng) 用公路路線一般處在一條帶狀走廊內(nèi)。對(duì)于重要構(gòu)造物如大橋、特大橋、長(zhǎng)大隧道等，也有布設(shè)成三角網(wǎng)、線形鎖等形式。該作業(yè)模式不僅避免了由粗差引起的返工，大大提升了 GPS 的工作效率，而且能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)時(shí)提供精確到 cm 級(jí)的測(cè)量結(jié)果，達(dá)到了工程建設(shè)中大部分地形測(cè)繪的要求，解決了三維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)放樣及一步法快速成圖等工程監(jiān)測(cè)問題，無論是測(cè)量精度還是工作效率，都超過了常規(guī)性測(cè)量手段。 測(cè)量過程直觀，操作方便。在外部影響因素較大的情況下進(jìn)行測(cè)量時(shí)能很好地解決因通行、通視條件不好而造成的難題。這樣，導(dǎo)線附合或閉合長(zhǎng)度最長(zhǎng)不得超過 10 公里，結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線結(jié)點(diǎn)間距不能超過附合導(dǎo)線 長(zhǎng)度的 倍。 2． 搜集到的用于路線測(cè)量控制的起算點(diǎn)間一般很難保證為同一測(cè)量系統(tǒng)，往往國(guó)測(cè)、軍測(cè)、城市控制點(diǎn)混雜一起，這就存在系統(tǒng)間的兼容性問題，如果用不兼容的起算點(diǎn)，勢(shì)必影響測(cè)量質(zhì)量。由于國(guó)家基礎(chǔ)控制點(diǎn)，大多為五六十年代完成，經(jīng)過 30 多年，有些點(diǎn)由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要被破壞，有些點(diǎn)則由于人們?nèi)狈χR(shí)遭人為破壞。這樣路線控制測(cè)量的質(zhì)量得不到保證。一般路線的控制點(diǎn)要求布設(shè)在距路線的 300米范圍內(nèi)。 9 第三章 GPSRTK 在工程測(cè)量中的應(yīng)用 GPS 測(cè)量用于加密國(guó)家控制點(diǎn) 下面以 京珠國(guó)道主干線 為例。 該段有 11 個(gè)各種系統(tǒng)的平面控制點(diǎn)，經(jīng)過實(shí)地尋找，找出了 7 個(gè)，有 4個(gè)被破壞，破壞中有 2個(gè)國(guó)家 Ⅱ 等點(diǎn)。這些平面控制點(diǎn)分屬不同測(cè)量系統(tǒng)，且等級(jí)不同。加密的控制點(diǎn)布設(shè)方案是：沿公路路線每 10km 布設(shè)一對(duì)點(diǎn)，該對(duì)點(diǎn)相距約 1km，且應(yīng)通視良好。 該四等網(wǎng)采用 4臺(tái) Trimble SE400單頻接收機(jī)作業(yè)。四等網(wǎng)的觀測(cè)時(shí)間為 90min。 基線預(yù)處理采用廠家提供的 TrimvecPlus 軟件，平差計(jì)算采用武漢測(cè)繪科技大學(xué)編制的GPSADJ 軟件包。 整個(gè)四等網(wǎng)作業(yè)僅花 4d時(shí)間。 在此基礎(chǔ)上，我院同湖北省測(cè)繪局、湖南省第二測(cè)繪院合作，在京珠國(guó)道主干線湖南耒陽廣州花都段進(jìn)行了近 600km的 GPS加密國(guó)家控制點(diǎn)的測(cè)量。國(guó)家一、二等三角點(diǎn)破壞嚴(yán)重，測(cè)設(shè)內(nèi)可供利用的三角點(diǎn)稀少，在路線走廊范圍內(nèi)僅找到 7個(gè)保存完好的國(guó)家三角點(diǎn)。控制網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到甚至超過國(guó)家四等網(wǎng)的技術(shù)要求。若采用常規(guī)測(cè)量方法在相同人手的情況下，至少需要三個(gè)月的時(shí)間才能完成。其洞長(zhǎng)分別為 3020m 和 10 3010m。55mm 。結(jié)合靠椅山地形特征，采用 GPS測(cè)量，布設(shè)了如圖 2所示的 GPS 控制網(wǎng)。 采用 Wild 200 GPS 接收機(jī)進(jìn)行靜態(tài)觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間為 20～ 50min，采樣率為 10s，共觀測(cè)了 29 條基線向量。 。 和 177。 通過實(shí)施 GPS 測(cè)量可看出： GPS 測(cè)量靈活、方便，能大大節(jié)省人力、物力、減少野外砍伐工作量，減少一些不必要的過渡點(diǎn)；具有極高的精度，它完全能達(dá)到《公路勘察規(guī)程》對(duì)隧道測(cè)量的要求；較紅外儀導(dǎo)線測(cè)量，可提高效率 4～ 5倍。 GPS技術(shù)由于由高策低，測(cè)量范圍可以很大 。 。 ,不必建造高規(guī)標(biāo)。外業(yè)用電紐操作 ,內(nèi)業(yè)用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù) ,作業(yè)時(shí)間短 ,效率高。 ,可 24h觀測(cè) ,在雨、霧、雪等條件下亦可全天候作業(yè)。 11 GPSRTK 用于 高速公 路 建立布網(wǎng)方案 國(guó)道 310線鄭汴高速連接線北連鄭汴高速，向南穿越正在開發(fā)的開封 經(jīng)濟(jì) 技術(shù)園區(qū)，地物地貌較為復(fù)雜，部分區(qū)域和方向有遮擋，該測(cè)區(qū)內(nèi)原有 BJ54坐標(biāo)系的 E級(jí)控制點(diǎn)二個(gè) (已知起算點(diǎn) )，其中 a1 （ X=， Y=， H=）位于醫(yī)藥商廈門前， b1 （ X=， Y=， H=）位于大學(xué)西邊的路口處，根據(jù)工程需要在市委、水利局、書店、雕塑、檢察院附近加密控制點(diǎn)，以便于測(cè)設(shè)，我們建立控制網(wǎng)。國(guó)道 310 線鄭汴高速連接線控制網(wǎng)采用 測(cè)邊網(wǎng)，高程采用測(cè)距三角高程， 按照觀測(cè)技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)。 GPS 靜態(tài)測(cè)量 法 GPS 靜態(tài)測(cè)量 法就是根據(jù)制定的觀測(cè)方案，將三臺(tái)天寶 4800GPS 接收機(jī)安置在待定點(diǎn)(a2,c1,c2,c3)上同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，直至將所有環(huán)路觀測(cè)完畢。 大地測(cè)量法與 GPS 測(cè)量法結(jié)果比較 由于兩種測(cè)量 方法 本身的測(cè)量誤差和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型誤差以及在平差計(jì)算中觀測(cè)量權(quán)配置等因素引起兩種測(cè)量方法的結(jié)果存在一定的差值，由于其三維坐標(biāo)差值均小于 177。 GPS 測(cè)量用于攝影測(cè)量外業(yè)控制點(diǎn)測(cè)量 攝 影測(cè)量一般沿飛行航攝的航線，每隔一定間隔就要在野外實(shí)地測(cè)量一定數(shù)量的平面和高程控制點(diǎn) (