（昆明市水利水电勘测设计研究院）

摘要：GPS-RTK技术是GPS测量技术发展的一个新的突破，它的高效率、高精度及全天候作业等特点已得到广大测绘人员及相关部门的广泛应用。文章简单介绍了GPS-RTK测绘技术的基本原理，对GPS-RTK技术应用于富民县新民水库地形测量操作过程中的一些关键问题进行了探讨。

关键字：GPS-RTK技术;富民县新民水库地形测量;精度分析

　　近年来随着实时动态RTK技术的逐步成熟，连续运行卫星定位系统（CORS）的广泛应用改变了传统的测量作业模式，大大的提高了测绘成果的精度、实用性和高效性。GPS-RTK具有精度均匀、效率高、实时性等优点。和常规测量相比它不需要遵循分级布网、逐级控制的原则，从而简化了控制测量的繁锁工作,而且在地物障碍造成的难通视地区，只要能满足它的基本工作条件，GPS-RTK就能轻松快速的进行高精度定位作业。GPS-RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。它不但打破了内外业的界线，减少了测量工作流程，而且从首级控制到最终成图，实行一体化作业，从而大大减轻了室外作业的强度，缩短了测图周期。

　　1.GPS-RTK测量的工作原理在新民水库测量中的应用实例

　　1.1工程概述

　　因富民县新民村委会及周边的农灌及人饮需要，拟在新民村建设中型水库，为满足水库设计需求，我院测量队需进行前区水库枢纽1:500库区1：1000的数字化地形测量，测区地势山高坡陡、植被茂盛，多为山谷和农田，总面积大约4平方公里，现有初始四等GPS控制点2个，均为80西安坐标系，高程为1985国家高程基准。

过去我们采用常规测量手段。2013年我院在昆明市国土局建立了单移动CORS站一台，可利用它采集点，通过昆明市测绘院的软件解算最终坐标作为本次控制起算点。大大提高了控制测量效率。

1.2 GPS-RTK测量的工作原理及其应用

GPS-RTK测量系统一般由GPS接收设备、数据传输设备、软件系统等三部分组成。数据传输系统由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成,它是实现实时动态测量的关键设备。RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,其基本思想是: 在基准站上设置1台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地观测,并将其观测数据通过无线电传输设备,实时地发送给用户观测站。在用户站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位原理,实时解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果,便可监测基站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况,实时地判定解算结果是否成功,从而减少冗余观测量,缩短观测时间。在本次工程测量中，排除了通视困难及减少工作人员，大大提高了测图效率。

　　2.本次水库测量中GPS-RTK的作业流程

　　2.1收集已有资料

　　首先收集水库测区的控制点资料，包括控制点位置坐标系及高程基准;外业踏勘，找到三个及其以上的已知控制点视为基准点。

　　2.2求定测区坐标转换参数

计算测区的坐标转换参数，通过我院已有单移动CORS站采集已知点至少3个以上，已知点选在测区四周及中心,均匀分布,能有效地控制测区。利用RTK移动站采集已知的控制点，通过手簿进行参数计算，计算完成看所算结果的比例及旋转是否超限，高差改正是否正确，再采集第三点进行检验。

2.3基准站的安置和测定

基准点的安置是顺利实施GPS-RTK的关键程序之一。它的安置应满足下列条件：距离易产生多路径的地物（如高大建筑、树木、水体、海滩等）；应具有10°以上地平高度角的通视条件；距离带电磁干扰区距离应大于200m；避开采矿区、铁路、公路等易产生震动的地带。

2.4野外作业

　　首先将测区内架设基准站，用手薄新建作业平滑使精度满足要求，设置好基准站，然后开启移动站调到与基准站相同的频道，当有差分固定解时，找到一踏勘找到的已知控制点两个进行平滑采集，然后在手薄通过四参数解算，精度满足要求采集第三个控制点比对，精度达到要求即可进行外业碎步地形点采集。基准站同时连续接收可视卫星信息,并通过数据发射电台将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态发送出去。流动站GPS接收机在跟踪卫星信号的同时,接收来自基准站的数据,进行处理后获该点的WGS-84坐标，再通过测区转换参数将WGS-84转换为CORS站采集的通过软件解算的80西安坐标系及85国家高程,并实时显示。

　　3.GPS-RTK技术在富民县新民水库地形测量中的应用及作业精度分析

　　富民县新民水库地形测量的目的是为了富民县新民水库前区设计使用，在水库设计中布设大坝，在河道设计中布设河宽、断面，在管道设计中布设纵断面及施工位置等。为后期施工提供科学依据。由于GPS-RTK技术具有布点灵活、全天候观测、观测及计算速度快、精度高，并且不受外界条件的影响。使GPS-RTK技术在富民县新民水库地形测量控制测量及地形测量中得到了广泛的应用。

　　3.1GPS-RTK技术在富民县新民水库地形测量中的应用

　　3.1.1控制测量

E级GPS基本技术要求规定如下：

同步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差满足下表：

n 同步环中基线数；w 同步环全程闭合差（mm）

异步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差满足下表：

    常规的地形控制测量采用三角网、导线网方法来施测，这些测量方法要求相邻控制点之间必须通视，技术规范对导线的长度、图形都有相应的要求。而且，在外业测设过程中不能实时知道导线的精度，如果测设完成后，回到内业进行平差处理后，发现测量精度不符合规范要求的，还必须返工重测。GPS-RTK技术解决了常规控制测量中的这些问题，这种方法在测量过程中不要求点与点之间的通视，不要求进行导线平差，对控制点之间的图形、边长也没有什么要求。这样可以大大提高作业效率。在富民县新民水库地形测图工作中，如果把RTK用于控制测量，布设测图控制网，不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率。在应用GPS-RTK布设控制网前。应采用GPS-RTK的点校正功能求出测区WGS-84坐标与80或54坐标的转换参数，以避免投影变形过大，得不到更精确的控制点坐标成果。

　　3.1.2富民县新民水库地形碎部测量

　　传统的碎部测量一般是根据测区已有的图根控制点，利用平板仪测图或使用全站仪测图，这些方法作业时要求测站点和被测的周围地物地貌等碎部点之间一定要通视，而且一台仪器至少要求2-3人同时进行作业。采用RTK技术进行测图时，不要求通视，架设好基准站后，仅需一人拿着仪器便可以开始测量。用RTK技术测定点位不要求点间通视，仅需一人操作，便可完成测图工作，大大提高了测图的工作效率。

　　3.2 GPS-RTK技术的精度分析

　　3.2.1基准站精度的高低直接影响到测量点的精度。所以，在工作中要选择高等级又经过水准联测的已知控制点作为基准站。基站应选择在地域开阔、远离无线电干扰源、大面积水域的制高点上，并不要远离测区。

　　3.2.2坐标参数的选择对所测成果的精度影响很大。GPS采用WGS-84坐标系，必须转换到西安80平面坐标系，然后再投影到高斯平面上。因此，坐标转换精度是个非常重要的问题，在选择公共点求参数时应对测区范围内的已知点进行筛选。

　　3.2.3要采用RTK高程就必须做到：求转换参数时测区外围要有一定数量的高等级并有经过水准联测的控制点，所选公共点不要远离测区并均匀分布在测区周围。要在不同时段分别观测检查其测量粗差，并进行一定数量的已知点检验。

　　结论

GPS-RTK技术的应用，使富民县新民水库地形测绘的精度、作业效率和实时性达到最佳融合。用GPS-RTK测图省时省工省力，大大提高了工作效率，GPS-RTK技术具有定位精度高、观测时间短并可实时提供三维坐标、不累计传点误差、操作简便、减轻劳动强度等优点。其测量精度完全满足地籍测量的要求，可在测量领域广泛应用。

参考文献：

1. 富民县新民水库水电工程测量规范（SL52-2015）

2. 全球定位系统实时动态测量RTK技术规范（CH/T2009-2010）