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基于GPS網絡RTK定位在土地勘探測量中的應用
摘要：GPS網絡RTK定位是近幾年發展起來的一種高精度的GPS定位技術，它通過建立多個固定的基礎站而組成一個基準站網，利用基準網不間斷觀測所提供的資料，再借助廣域差分GPS和具有多個基準站的局域差分GPS中的基本原理和方法，消除或減弱GPS測量過程中各種誤差，從而增加流動站作業范圍和有效提高流動站的定位結果精度。隨著網絡RTK技術的不斷成熟和地區級別的基準站網的建設運行，網絡RTK的諸如覆蓋面廣，定位精度高，可靠性強，可實時提供厘米級定位等優點逐漸被大家認同。本文對網絡RTK的典型技術進行淺析。
關鍵詞：GPS;網絡RTK 定位原理
一、GPS網絡RTK定位原理
GPS網絡 RTK技術在工程測量中的應用，因其精度高、實時性和高效性強，在很大程度上提高了作業質量和工作效率。常規的RTK測量技術，通過基準站將GPS測量過程中存在的多路徑效應和觀測噪聲等誤差，經過計算處理后傳遞給流動站再進行計算，以此來消弱測量過程中的誤差，為確保測量的精度，我們首先選取測區內4平方公里的范圍作為試驗區，先進行精度測試和分析，再進行整個測區的工作。在實踐中流動站離基準站都較近，此時利用一個或數個歷元的觀測資料即可獲得厘米級精度的定位結果。當流動站和基準站間的距離大于50km時，常規RTK的單歷元解一般只能達到分米級的精度。其中的原因就是因為與距離有關的軌道誤差、電離層延遲和對流層延遲等殘差項隨著流動站和基準站間距離的增加都將迅速增加從而導致難以正確確定整周模糊度。為了保證定位結果仍是厘米級的精度，就產生了所謂的GPS網絡RTK技術。其中的關鍵技術就是如何消除與距離有關的誤差，這也是網絡RTK定位的原理。
二、利用網絡RTK細部測量
界址點和細部點采用網絡RTK或全站儀野外實測坐標。基準站的坐標應精確已知，其坐標可采用長時間GPS靜態相對定位等方法來確定。當使用RTK時要先用圖根控制點進行校核，符合限差要求時，才能開始測量。當采用全站儀用解析交會、極坐標法等方法施測界址點時，當設置好測站后，至少要檢核一個除本站和后視點以外的已知點，以保證實測的精度。網絡RTK是由基準站網，數據處理中心，數據通信線路及四個部分組成的。基準站上配備雙頻全波長GPS接收機，該接收機能同時提供精確的雙頻偽距觀測值。以全部界址點的解析坐標和解析邊長為基礎，測出其他地籍、地形要素的幾何圖形，并依據宗地草圖的有關數據檢核后成地籍圖。
三、網絡RTK的界址點測量
土地勘探工程測量采用的主要方法是常規GPs結合傳統測量技術。這種方法的缺點是：在進行靜態控制測量無法獲得控制點的實時坐標，單基站RTK測量作業距離受到限制。研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠性最高為95% ，RTK比靜態GPS還多出一些誤差因素如數據鏈傳輸誤差等。因此，和GPS靜態測量相比，RTK測量更容易出錯，必須進行質量控制。這樣就存在一個假設：流動站與基準站誤差具有很強的相關性。采用CORS技術作為進行土地籍測量，在《城鎮地籍測量規范》和《全球衛星定位系統技術規范》等相關的技術規范中也沒有關于CORS應用的具體要求，因此，本次測量可作為網絡RTK應用領域的一個有益嘗試。常規RTK隨著流動站與基準站間距離的增加，精度不斷的降低，為解決這個問題可采取兩種措施，一是縮短用戶與基準站之間的距離，或者增加基準站網的密度;二是采取一些特殊的方法和措施，然后統一發送改正數據，這樣可以讓基準站間的距離增大，但精度保持均勻。網絡RTK測量結果與其他常規測量技術獲取的測量結果都在厘米級，較差最大值為1.7厘米，最小值為0.1厘米，平均較差1.1厘米。檢測點位中誤差為：0.8厘米。因此ZZCORS技術中的網絡RTK完全可以用于本次城鎮地籍測量的圖根控制和界址點測量。
四、利用網絡RTK進行控制測量
利用網絡RTK進行控制測量不受大氣、地形、通視等條件的限制，控制測量操作簡便、機動性強，工作效率比傳統方法提高數倍，大大節省人力，不僅完全能夠達到地籍控制測量和界址點的精度要求，而且誤差分布均勻，不存在誤差積累問題。比起單基站RTK技術來說，更是克服了隨著作業半徑的增大，精度和可靠性降低的作業瓶頸。 在試驗區成功經驗的基礎上，開始測區的地籍測量工作。先進行地籍控制測量，選點埋石參照《城鎮地籍測量規范》的要求，為保證觀測精度的可靠，在開始觀測時，要先檢測測區內的已知點，校核無誤后，方可開始測量。
五、結語
由于GPS是通過坐標來直接放樣的，精度較高也很均勻。網絡RTK技術客服了常規RTK技術不足，從理論到實踐已經成熟。現在全國大部分省市都已經建立起自己的GPS網絡RTK系統，只需一臺移動站就可以進行大范圍內的實時定位，使定位精度始終保持在厘米級。
參考文獻：
[1] 宋克忠，周森，張學力. 網絡RTK技術的工作原理[J]，海河水利，2007(2)
[2] 蘇安玉;基于CDMA的RTK差分數據傳輸技術研究[J] 東北農業大學學報2006-08
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