关于单基站rtk在竣工测量的应用分析

王丽君

【摘要】建立开发基于GPRS单基站RTK系统，可以自由架设基准站并实现现场实时使用该技术成果。 本文首先阐述了GPRS单基站RTK系统的建立以及GPRS单基站RTK技术的数据处理方法，对单基站RTK在竣工测量中的应用进行了分析。

【关键词】 GPRS；单基站RTK；竣工测量

传统的导线、水准测量正在逐步被静态GPS、常规动态RTK、网络RTK、高程拟合所取代，国内外好多城市相继建立了服务于本城市的CORS系统。使用中不足是采集完的测量数据均是后处理方式，成果不能现场及时获取使用、精度不能及时反映，造成来回往返、外业返工等浪费现象。GPRS网络单基站RTK测量点位的三维坐标方法和结论满足规范中相应要求。

一、GPRS单基站RTK系统的建立

在GPRS网络信息传输下，流动站与基准站之间没有距离限制，而只由GPRS网络的覆盖范围确定，一般一个基准站作用距离能到40公里得到固定解状态，40公里外可再在未知点或已知点上再建立基准站。基于GPRS的单基站RTK系统在数据收发上与传统的动态RTK不同，工作原理、定位精度与传统RTK一致，同样随着距离的增加而使定位精度降低，通过现场随时校正的方法解决，GPRS网络数据链系统稳定、传输速度快，降低了差分信号的延迟，一定程度上提高了定位精度。这是基于VRS技术（虚拟参转站）的网络长期连续运行参转站（CORS）系统的不同之处，对没有建立CORS的省市来说，基于GPRS单基站RTK系统不失为一种较好的选择。

GPRS单基站RTK系统由GNSS接收机、无线电数据链、电子手簿、供基准站接收机电源的汽车用12V蓄电瓶、供流动站接收机电源的方便充电电池、实时动态定位测量的软件解算系统等组成。基准站结构为一套GNSS接收机及天线、上网卡、服务器及电源线、电子手簿，电子手簿可与流动站共用。可以使用多套流动站同时外业测量作业，每一套流动站的结构为接收机及天线、上网卡、服务器、电子手簿。为了保证差分GPS改正数据的顺利传输，使用差分格式RTCM3和流畅快速的专门通道IP地址。

二、GPRS单基站RTK技术的数据处理方法

完成转换参数的求取过程，成果不是某个地方坐标系和经纬度成果、地方高程系和大地高成果之间的转换参数，而是求取这个转换参数的方法及过程。以便在其他平面、高程系统间求取转换参数。目前GNSS直接反映的是WGS-84或CGCS2000大地坐标（经度B、纬度L、大地高H），需要转换成我们实用的平面坐标系和高程系统成果。平时使用的则是北京54坐标系、西安80坐标系或地方坐标系（所使用坐标系统要满足规范中要求投影变形小于2.5cm/km），高程系统使用的是1985国家高程基准或地方高程系统，这个工作有多种模型可以实现，采用平面与高程分开转换，平面坐标转换采用先将GNSS测得成果投影成平面坐标，再用已知控制点计算二维相似变换的参数；高程则采用平面拟合或二次曲面拟合模型，利用已知水准点计算出该测区的待测点的高程异常，从而求出它们的正常高高程。

将静态GPS、常规动态RTK及网络RTK等技术获得的大地高，转换为常用的1985年国家高程基准、各地地方高程基准或工程测量所需高程系统正常高数值。利用已有地球重力场或大地水准面模型来估算高程异常，其原理简单、应用方便，但局部地区的估算精度还难以满足实际应用的需要。即便是在具备精确大地水准面模型的地区，保密性较强，一般的生产单位很难得到。在GPS测量手簿中无法置入大地水准面模型，就不能满足实时定位高程的需要。

通过仪器手簿或转换软件生成的含转换参数的工程任务，通过加密设置，然后复制到其他手簿中，测绘时打开此工程任务，打开工程VRS.Ini任务后，在设置栏中其他设置中设置密码或密钥：xxxxxx，然后在工程中点击导入.ER文件至成功即可，就可以实现现场实时使用采集数据成果。

三、单基站RTK在竣工测量中的应用

1、竣工测量的概念及要求。工程竣工时，对建（構）筑物的实地平而位置、高程的测量工作。他主要包括竣工总平而图、建筑用地而积、建筑基底而积、建筑而积、建筑物高度、建筑物层高、道路竣工和管线竣工等工作。工程竣工测量应采用统一的平而坐标系统和高程系统；统一的成图比例尺（应结合当地基础地理信息数据制定相应比例尺，一般为1：500）：竣工测量成果营符合当地基础地理信息数据相关标准并永久保存。

2、在竣工测量中的应用

RTK在建筑工程竣工测量中由于房屋和周边绿化较高使得GPS高度角10度。范围内遮挡较严重，对于RTK地形特征点采集难以达到精度要求，在地形特征点采集方面应用不大，主要用于控制测量。比如在某县使用仪器Trimble 5800GPS在获得网络RTK使用权限后，在全县范围内选取部分GPS E级控制点（控制点高程数据为四等水准），选取E级控制点间距不超过5KM，通过5个工作日对所选控制点进行集中点校正，校正时间每点时长15分钟，仪器架设采用GPS静态观测标准进行操作。所选取GPS E级点全部观测完成后通过Trimble TSC2手薄进行点校正计算，获得全县区域范围内网络RTK与北京51坐标系统转换关系的七参数。将所求得七参数应用于RTK测量，并检测县域范围内部分E级控制点和一级导线点.

以RTK基准站距某县最近距离lOKM进行计算，经点校正后所测数据点位中误差均优于1/15000。可用于竣工控制测量。在以往的竣工控制测量工作中，利用RTK布设控制观测有效时长在10分钟以上所得控制点平而、高程数据，与导线测量数据比较可达到二级导线平而精度。而时间则缩短1/3以上，大大地提高了工作效率。而且该校正系数在以后的测绘工作中能重复使用，每个工程项目控制布设施测前只需对周边控制点经常规检核即可。

然而RTK应用于市政管线点位数据测量、道路竣工测量时与传统的全站仪测量优点更突出，除去城市排污口等高程数据需进行水准测量以外，省去了布设控制点的程序都能用RTK直接获取地形特征点或管线特征点数据。且点位精度均能到达正负5CM。完全符合要求。

不论是单基站RTK还是网络RTK只要我们测量工作人员在使用过程中，严格按照GPS RTK操作规程进行作业，多检查、多校正减少人为误差提高测量精度均能达到提高工作效率的目

的。此外GPS RTK以全天侯作业、自动化、集成化程度高等优点越来越受测量工作人员青睐。相信GPS RTK技术将有着更广阔的应用前景。

结语

RTK坐标反算得到的有关边角关系中，其测角仅能满足一级图根导线（三级导线）的精度要求，测边精度较高，可以满足一级导线要求；常规导线的直接观测量是边长和角度，RTK的直接观测量是坐标，其边长和角度只能通过间接得出。虽然RTK反算得到的边长和角度在邻近点之间可以与导线测量有关数据对比，但是非邻近点之间观测量不可比，所以，导线测量的直接观测量与RTK的间接观测量对比没有科学依据；要确定RTK的多项精度，主要在于点位精度。RTK测量必须进行质量控制。质量控制的方法主要有：已知点检核比较法——即在布测控制网时用静态GNSS或全站仪多测出一些控制点，然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题采取措施改正。

参考文献：

[1]薛兆元，陈向阳.GNSS RTK关键技术应用的分析与研究.测绘标准化，2004，（3）：21-23.