基于GPS网络RTK定位在土地勘探测量中的应用
刘俊伟
摘 要：GPS网络RTK定位是近几年发展起来的一种高精度的GPS定位技术，它通过建立多个固定的基础站而组成一个基准站网，利用基准网不间断观测所提供的资料，再借助广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS中的基本原理和方法，消除或减弱GPS测量过程中各种误差，从而增加流动站作业范围和有效提高流动站的定位结果精度。随着网络RTK技术的不断成熟和地区级别的基准站网的建设运行，网络RTK的诸如覆盖面广，定位精度高，可靠性强，可实时提供厘米级定位等优点逐渐被大家认同。本文对网络RTK的典型技术进行浅析。
关键词：GPS；网络RTK 定位原理
一、GPS网络RTK定位原理
GPS网络 RTK技术在工程测量中的应用，因其精度高、实时性和高效性强，在很大程度上提高了作业质量和工作效率。常规的RTK测量技术，通过基准站将GPS测量过程中存在的多路径效应和观测噪声等误差，经过计算处理后传递给流动站再进行计算，以此来消弱测量过程中的误差，为确保测量的精度，我们首先选取测区内4平方公里的范围作为试验区，先进行精度测试和分析，再进行整个测区的工作。在实践中流动站离基准站都较近，此时利用一个或数个历元的观测资料即可获得厘米级精度的定位结果。当流动站和基准站间的距离大于50km时，常规RTK的单历元解一般只能达到分米级的精度。其中的原因就是因为与距离有关的轨道误差、电离层延迟和对流层延迟等残差项随着流动站和基准站间距离的增加都将迅速增加从而导致难以正确确定整周模糊度。为了保证定位结果仍是厘米级的精度，就产生了所谓的GPS网络RTK技术。其中的关键技术就是如何消除与距离有关的误差，这也是网络RTK定位的原理。
二、利用网络RTK细部测量
界址点和细部点采用网络RTK或全站仪野外实测坐标。基准站的坐标应精确已知，其坐标可采用长时间GPS静态相对定位等方法来确定。当使用RTK时要先用图根控制点进行校核，符合限差要求时，才能开始测量。当采用全站仪用解析交会、极坐标法等方法施测界址点时，当设置好测站后，至少要检核一个除本站和后视点以外的已知点，以保证实测的精度。网络RTK是由基准站网，数据处理中心，数据通信线路及四个部分组成的。基准站上配备双频全波长GPS接收机，该接收机能同时提供精确的双频伪距观测值。以全部界址点的解析坐标和解析边长为基础，测出其他地籍、地形要素的几何图形，并依据宗地草图的有关数据检核后成地籍图。
三、网络RTK的界址点测量
土地勘探工程测量采用的主要方法是常规GPs结合传统测量技术。这种方法的缺点是：在进行静态控制测量无法获得控制点的实时坐标，单基站RTK测量作业距离受到限制。研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95% ，RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。这样就存在一个假设：流动站与基准站误差具有很强的相关性。采用CORS技术作为进行土地籍测量，在《城镇地籍测量规范》和《全球卫星定位系统技术规范》等相关的技术规范中也没有关于CORS应用的具体要求，因此，本次测量可作为网络RTK应用领域的一个有益尝试。常规RTK随着流动站与基准站间距离的增加，精度不断的降低，为解决这个问题可采取两种措施，一是缩短用户与基准站之间的距离，或者增加基准站网的密度；二是采取一些特殊的方法和措施，然后统一发送改正数据，这样可以让基准站间的距离增大，但精度保持均匀。网络RTK测量结果与其他常规测量技术获取的测量结果都在厘米级，较差最大值为1.7厘米，最小值为0.1厘米，平均较差1.1厘米。检测点位中误差为：0.8厘米。因此ZZCORS技术中的网络RTK完全可以用于本次城镇地籍测量的图根控制和界址点测量。
四、利用网络RTK进行控制测量
利用网络RTK进行控制测量不受大气、地形、通视等条件的限制，控制测量操作简便、机动性强，工作效率比传统方法提高数倍，大大节省人力，不仅完全能够达到地籍控制测量和界址点的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题。比起单基站RTK技术来说，更是克服了随着作业半径的增大，精度和可靠性降低的作业瓶颈。 在试验区成功经验的基础上，开始测区的地籍测量工作。先进行地籍控制测量，选点埋石参照《城镇地籍测量规范》的要求，为保证观测精度的可靠，在开始观测时，要先检测测区内的已知点，校核无误后，方可开始测量。
结语：由于GPS是通过坐标来直接放样的，精度较高也很均匀。网络RTK技术客服了常规RTK技术不足，从理论到实践已经成熟。现在全国大部分省市都已经建立起自己的GPS网络RTK系统，只需一台移动站就可以进行大范围内的实时定位，使定位精度始终保持在厘米级。
参考文献：
[1] 宋克忠，周森，张学力. 网络RTK技术的工作原理[J]，海河水利，2007（2）
[2] 苏安玉；基于CDMA的RTK差分数据传输技术研究[J] 东北农业大学学报2006-08
摘 要：GPS网络RTK定位是近几年发展起来的一种高精度的GPS定位技术，它通过建立多个固定的基础站而组成一个基准站网，利用基准网不间断观测所提供的资料，再借助广域差分GPS和具有多个基准站的局域差分GPS中的基本原理和方法，消除或减弱GPS测量过程中各种误差，从而增加流动站作业范围和有效提高流动站的定位结果精度。随着网络RTK技术的不断成熟和地区级别的基准站网的建设运行，网络RTK的诸如覆盖面广，定位精度高，可靠性强，可实时提供厘米级定位等优点逐渐被大家认同。本文对网络RTK的典型技术进行浅析。
关键词：GPS；网络RTK 定位原理
一、GPS网络RTK定位原理
GPS网络 RTK技术在工程测量中的应用，因其精度高、实时性和高效性强，在很大程度上提高了作业质量和工作效率。常规的RTK测量技术，通过基准站将GPS测量过程中存在的多路径效应和观测噪声等误差，经过计算处理后传递给流动站再进行计算，以此来消弱测量过程中的误差，为确保测量的精度，我们首先选取测区内4平方公里的范围作为试验区，先进行精度测试和分析，再进行整个测区的工作。在实践中流动站离基准站都较近，此时利用一个或数个历元的观测资料即可获得厘米级精度的定位结果。当流动站和基准站间的距离大于50km时，常规RTK的单历元解一般只能达到分米级的精度。其中的原因就是因为与距离有关的轨道误差、电离层延迟和对流层延迟等残差项随着流动站和基准站间距离的增加都将迅速增加从而导致难以正确确定整周模糊度。为了保证定位结果仍是厘米级的精度，就产生了所谓的GPS网络RTK技术。其中的关键技术就是如何消除与距离有关的误差，这也是网络RTK定位的原理。
二、利用网络RTK细部测量
界址点和细部点采用网络RTK或全站仪野外实测坐标。基准站的坐标应精确已知，其坐标可采用长时间GPS静态相对定位等方法来确定。当使用RTK时要先用图根控制点进行校核，符合限差要求时，才能开始测量。当采用全站仪用解析交会、极坐标法等方法施测界址点时，当设置好测站后，至少要检核一个除本站和后视点以外的已知点，以保证实测的精度。网络RTK是由基准站网，数据处理中心，数据通信线路及四个部分组成的。基准站上配备双频全波长GPS接收机，该接收机能同时提供精确的双频伪距观测值。以全部界址点的解析坐标和解析边长为基础，测出其他地籍、地形要素的几何图形，并依据宗地草图的有关数据检核后成地籍图。
三、网络RTK的界址点测量
土地勘探工程测量采用的主要方法是常规GPs结合传统测量技术。这种方法的缺点是：在进行静态控制测量无法获得控制点的实时坐标，单基站RTK测量作业距离受到限制。研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95% ，RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此，和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。这样就存在一个假设：流动站与基准站误差具有很强的相关性。采用CORS技术作为进行土地籍测量，在《城镇地籍测量规范》和《全球卫星定位系统技术规范》等相关的技术规范中也没有关于CORS应用的具体要求，因此，本次测量可作为网络RTK应用领域的一个有益尝试。常规RTK随着流动站与基准站间距离的增加，精度不断的降低，为解决这个问题可采取两种措施，一是缩短用户与基准站之间的距离，或者增加基准站网的密度；二是采取一些特殊的方法和措施，然后统一发送改正数据，这样可以让基准站间的距离增大，但精度保持均匀。网络RTK测量结果与其他常规测量技术获取的测量结果都在厘米级，较差最大值为1.7厘米，最小值为0.1厘米，平均较差1.1厘米。检测点位中误差为：0.8厘米。因此ZZCORS技术中的网络RTK完全可以用于本次城镇地籍测量的图根控制和界址点测量。
四、利用网络RTK进行控制测量
利用网络RTK进行控制测量不受大气、地形、通视等条件的限制，控制测量操作简便、机动性强，工作效率比传统方法提高数倍，大大节省人力，不仅完全能够达到地籍控制测量和界址点的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题。比起单基站RTK技术来说，更是克服了随着作业半径的增大，精度和可靠性降低的作业瓶颈。 在试验区成功经验的基础上，开始测区的地籍测量工作。先进行地籍控制测量，选点埋石参照《城镇地籍测量规范》的要求，为保证观测精度的可靠，在开始观测时，要先检测测区内的已知点，校核无误后，方可开始测量。
结语：由于GPS是通过坐标来直接放样的，精度较高也很均匀。网络RTK技术客服了常规RTK技术不足，从理论到实践已经成熟。现在全国大部分省市都已经建立起自己的GPS网络RTK系统，只需一台移动站就可以进行大范围内的实时定位，使定位精度始终保持在厘米级。
参考文献：
[1] 宋克忠，周森，张学力. 网络RTK技术的工作原理[J]，海河水利，2007（2）
[2] 苏安玉；基于CDMA的RTK差分数据传输技术研究[J] 东北农业大学学报2006-08
