RTK在公路测量学中的应用文献综述

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1、 1 RTK 测量技术在公路测量中的应用 摘 要:常规的 GPS 测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后 进行解算才能获得厘米级的精度，而 RTK 是能够在野外实时得到厘米级定位精 度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real-time kinematic）方法， 是 GPS 应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带 来了新曙光，极大地提高了外业作业效率【1】 。 本文简要介绍了 GPS RTK 的基 本原理，GPS RTK 的优点，介绍了利用该技术进行工程实测的过程。根据平差 学理论及相关规程、规范对测量精度进行了一定的比较和分析，总结得出 RTK 测量

2、的误差特性和一些有益的结论和体会。 关键字：RTK，GPS，公路测量，原理，数据转换 一、 引 言 随着我国经济快速发展铁路建设速度也不断加快。公路工程有其自身特点： 长条状，坡度多，在施工测量工作中对测量控制网的布设带来诸多困难，常规控 制测量既要考虑网行，点的密度，RTK 技术运用在实际工程测量中不仅提高了 测量精度缩短了施工工期，而且还节约了工程成本。 RTK 技术应用于铁路测量是外业勘测的一项重大技术革命,其应用及开发的 前景十分广阔。尤其实时动态(RTK)定位技术在铁路测量中蕴含着巨大的技术潜 力。 二、 RTK 测量系统的组成 RTK 测量系统的组成主要包括空间部分，外业测量操作和

3、内业处理。 空间部分是基于 GNSS 的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System） ， 它是泛指所有的卫星导航系统， 包括全球的、 区域的和增强的， 如美国的 GPS、俄罗斯的 Glonass、欧洲的 Galileo、中国的北斗卫星导航系统， 以及相关的增强系统，如美国的 WAAS（广域增强系统） 、欧洲的 EGNOS（欧 洲静地导航重叠系统）和日本的 MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖 在建和以后要建设的其他卫星导航系统。 【3】不过由于俄罗斯的定位系统缺少维 2 护已经无法使用，而其他的系统又大部分是区域系统，所以现在常用的系统

4、是美 国的全球定位系统 GPS(Global Positioning System)。 外业测量是一部 RTK （双频动态 GPS 接收机） 接收机。 基本配置包括2部分。 （1）基准站：双频 GPS 接收机、GPS 天线、数据链发送电台、天线、电源、脚 架、联接线等； （2）流动站：双频 GPS 接收机、GPS 天线、数据接收电台、操 作手薄、对中杆等； 内业处理，使用支持 RTK 测量数据的各种应用软件对外业得到的数据进行 内业处理，得到需要的结果。 三、 GPS 及我国北斗的发展现状 传统工程测量技术的服务领域包括建筑、水利、交通、矿山等 部门， 其基 本内容有测图和放样两部分。 现代工

5、程测量己经远远突破了仅仅为工程建设 服 务的概念，它不仅涉及工程的静态、动态几何与物理量测定，而且包括对测量结 果的 分析，甚至对物体发展变化的趋势预报。苏黎世高等工业大学马西斯教授 指出：“一切 不属于地球测量，不属于国家地图集的陆地测量，和不属于法定测 量的应用测量都属于 工程测量”。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化，我 国工程测量的发展可以概括为“四化”和“十六字”，所谓“四化”是：工程测量内外 业作业的一体化，数据获取 及其处理的自动化，测量过程控制和系统行为的智 能化，测量成果和产品的数字化。“十六字”是：连续、动态、遥测、实时、精确、 可靠、快速、简便。 全球定位系统 GPS(

6、Global Positioning System)是美国陆海空三军联合研制的 卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能 为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。单点导航定位与相对测地定位是 GPS 应用的两个方面；对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。 【4】 GPS 测地型接收设备是实现测地定位的基本条件，接收机有单频与双频之 分， 双频机能以 L2观测值修正电离层折射影响， 最适宜于中、 长基线(大于20km) 测量，具有快速静态测量的功能，可升级为 RTK 功能；单频机适宜于小于20km 的短基线测量，对于一般工程测量具有良好的性能价格比。 相对测地定位是利用 L1和 L2载波相位观测值实现高精度测量，其原理是采 3 用载波相位测量局域差分法：在接收机之间求一次差，在接收机和卫星观测历元 之间求二次差，通过两次差分计算解算出待定基线的长度；求解整周模糊度是其 关键技术， 根据算法模型， 设计了静态、 快速静态以及 RTK 等作业模式。 而 RTK 技术代表着 GPS 相对测地定位应用的主流。 【5】 北斗卫星导航系统BeiDou（COMP