GPS RTK技术及其在南水北调工程施工测量中的应用

近年来，全球定位系统（GPS）以其高精度、速度快、经济方便等优点，在布设各种形式的控制网、变形监测及精密工程测量等诸多方面得到了迅速、广泛的应用，国内外大量的gps测量实践证明，它的平面相对定位精度已达到0.1—1ppm甚至更高；GPS RTK以其定位精度高、效率快、不要求点位相互通视、自动化程度高、误差积累小、测绘成果统一、操作简单、全天候等优点，在测绘各个领域被广泛应用。本文给出了GPS RTK技术应用于南水北调工程施工测量的基本方法，并结合具体的工程实践提出了RTK作业过程中技术路线及不可忽略的几个关键技术。
　　GPS系统
　　 GPS是全球定位系统（Navigation SatelliteTiming and Ranging/Global Positioning System）的英文缩写，它的含义是利用卫星的测时和测距进行导航，该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性、和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。经多年国内外多部门的使用表明，GPS已成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
　　GPS RTK技术
　　 2.1实时动态（RTK）定位技术简介
　　 实时动态（Real Time Kinematic,简称RTK）测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTD GPS）测量技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。众所周知，GPS测量工作模式已有多种，如静态、快速静态、准动态和动态相对定位等。但是，利用这些测量模式，如果数据传输系统相结合，其定位结果均需通过观测数据的测后处理而获得。而RTK技术是在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它的出现为工程放样、地形测图等测量带来了新的曙光，极大地提高了外野作业效率。
　　 2.2 RTK技术的基本原理
　　 RTK技术的基本原理是，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续的观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站。在流动站上，GPS接收机在接收GPS信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时的计算并显示流动站的三维坐标及其精度。
　　 2.3 RTK系统的组成
　　 RTK系统主要由基准站接收机、数据链及移动站接收机三部分组成。它是利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在固定点上做为基准站，另一台用来测定未知点的坐标。
　　 2.4RTK技术的作业步骤
　　（1）设置基准站
　　 首先，将基准站的设备连接，然后，如果作业区域的坐标系统是标准坐标系统（北京54、国家80 或WGS84），您可以使用求转换参数或七参数方法作业。求转换参数方法作业时基准站不必架设在已知点上，可在测区中心选择一个位置较高、视野开阔、交通便利的地点架设基准站。位置高有利于增加电台传输距离，视野开阔可以确保接收卫星正常。仪器架设好后开机接收卫星，锁定卫星（卫星灯由闪烁转入长亮状态）后即可设置基准站。可以使用手簿设置基准站。
　　用七参数方法作业时主机要架设在已知点上，由于需要向主机输入已知点坐标，所以必须使用手簿设置基准站。
　　（2）设置移动站
　　 手簿通过蓝牙或电缆连接移动站主机，设置坐标系统、投影参数等。在解类型为固定解时，到两个已知点测量GPS坐标并计算转换参数。
　　（3）检查和测量
　　 计算完转换参数后，建议到第三个点检查测量坐标是否与该点的已知坐标相符，平面坐标差值不超过±2cm，高程差值不超过±4cm。相符则可以开始测量，不相符应分析原因，重新求解转换参数。