沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）
动态测量。这种方法在测量过程中能实时获得定位精度。当达到要求的点位精度，即可停止观测，大大提高了作业效率。由于点与点之间不要求通视，使得测量更简便易行。 ?线路勘测：
在公路选线过程中，我们往往要按照勘测设计规范，本着尽量减少占用农田、少拆迁房屋并尽量利用旧路路基这样一个原则，为了准确设计好道路中线路使其符合设计要求, 我们可以利用GPS-RTK 技术, 用车载GPS-RTK 接收机做流动站，沿原路中线按一定间隔采集数据，选择另一已知点为参考站，遇到重要地物，准确定位，最后将数据传入计算机，利用AutoCAD软件可以方便在计算机上选线。设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路中线在地面上标定出来，并得到中桩点坐标及坐标文件。采用实时GPS 测量，只需将中桩点坐标或坐标文件输入到GPS电子手簿中，系统软件就会自动定出放样点的点位由于每个点的测量都是独立完成的，所以不会产生累计误差, 各点放样精度趋于一致。 ?道路的中线测设：
设计人员在大比例尺带状地形图上定线后，需将公路在地面标定出来。采用动态GPS 测量，只需将中线主点的坐标输入GPS接收机中，系统就会定出放样的点位。由于每个点位的测量都是独立完成的，不会产生累积误差，各点放样精度趋于一致。 ?公路纵、横断面放样：
公路中线确定，利用中线桩点坐标，通过绘图软件，即可给出路线纵断面和各桩点的横断面。由于所用数据都是测绘地形图时采集来的，因此不需要再到现场进行纵、横断面测量。从而大大减少了外业工作。如果需要进行现场断面测量时，也可采用动态GPS测量。与传统方法相比，在精度、经济、实用各方面都有明显的优势。 ?施工测量：
动态GPS系统既有良好的硬件，也有极其丰富的软件可选择。施工中对点、线、面以及坡度等放样均很方便、快捷，精度可达到厘米级。随着动态GPS 测量技术的不断发展、完善，将更加充分的显示出这一技术的高精度和高效益，它会为公路工程建设的发展和进步发挥更大的作用。
1.3.2RTK技术在道路测量中的优缺点
?优点：
①工作效率高。在一般的地形地势下, 高质量的RTK 设站一次即可测量完4km 半
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径的测区, 大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的设站次数, 移动站一人操作即可, 劳动强度底, 作业速度快, 提高了工作效率。
②定位精度高。只要满足RTK 的基本工作条件, 在一定的作业半径范围内( 一般为4km) , RTK 的平面精度和高程精度都能达到cm级。
③全天候作业。RTK 测量不要求基准站、移动站间光学通视, 只要求满足“电磁波”通视, 因此和传统测量相比, RTK 测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制小, 在传统测量看来难于开展作业的地区, 只要能满足RTK 的基本工作条件, 它也能进行快速高精度定位, 使测量工作变得更容易更轻松。
④RTK测量自动化、集成化程度高, 数据处理能力强。RTK 可进行多种测量内、外业工作。移动站利用软件控制系统, 无需人工干预便可自动实现多种测绘功能, 减少了辅助测量工作和人为误差, 保证了作业精度。 ?缺点：
①受卫星状况限制。当卫星系统位置对美国是最佳时段,但世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖,容易产生假值。另外在高山峡谷及密集森林区域、城市高楼密布区域,卫星信号被遮挡时间较长,使一天中可作业时间受限制。产生假值问题可采用RTK测量成果的质量控制方法来发现。同时注意选择作业时间。
②电量不足问题。RTK耗电量较大,需要多个大容量电池、电瓶才能保证连续作业,在电力供应缺乏的偏远地区作业受到限制。
③初始化能力和所需时间问题。在山区、林区或城镇密楼区作业时,GPS卫星信号被阻挡机会较多,容易造成失锁,需要经常地重新初始化,这样测量的精度和效率就受到影响。解决这个问题的方法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型,如拥有先进技术的ASHTECH Z-X双频RTK测量系统。
随着科学的不断进步,RTK技术将得到越来越广泛的应用,在未来也将会有更加先进的技术应用到测量行业中。
1.4影响RTK成果精度的因素
一般来说, 影响RTK成果精度的因素主要是GPS 观测其有误差源, 除此之外, 还有受基线解算精度、基准站点位精度、坐标系转换精度的影响, 但是在RTK作业中, 基线解算精度可以达到10cm+1μmD; 基准站点位精度平均在3cm 之内; 坐标系转换精度, 对于10km 基线亦在3cm以内, 动态作业由于测距偏心, 天线高误差等, 一般也在3cm
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以内, 至于正常高拟合与内插精度取决于连测点数目与分布、拟合模型等, 一般在5cm～10cm内是能够做到的。
RTK 技术是GPS 定位技术的一个新的里程牌,它不仅具有GPS技术的所有优点,而且可以实时获得观测结果及精度,大大提高了作业效率并开拓了GPS 新的应用领域。由于载波相位测量,差分处理技术、整周未知数、快速求解技术以及移动数据通信技术的融合,使RTK在精度、速度、实时性上达到了完满的结合,并使得RTK定位技术大大扩展了它的应用范围。
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第二章 GPS-RTK测量相关概念
2.1RTK技术的基本原理
RTK测量技术是经载波相位测量与数据传输技术相结合的以载波相位测量为依据的实时差分GPS测量技术。GPS测量模式可分为静态测量和动态测量，而静态测量又分为常规静态测量模式和快速测量模式。动态测量模式分为准动态测量模式和实时动态测量模式，而实时动态测量模式又分为DGPS和RTK方式。RTK技术与其他测量模式相比，具有定位精度高、测量自动化、集成化程度高、数据处理能力强、操作简单、使用方便的等特点。
RTK系统主要由基准站接收机、数据链及移动接收机三部分组成。通常是利用2台以上的GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知点上作为基准点，另一台用 来未知点坐标，称移动站。基准站根据该点的准确坐标可求出其他卫星的距离改正数，并将这一改正数发送给移动站；移动站根据距离改正数来改正其定位结果，大大提高了定位精度，从而使实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果达到厘米级精度。RTK 技术根据差分方法的不同分为修正法和差分法。修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站，改正移动站的接收载波相位，再求解三维坐标；差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站，进行求差解算三维坐标。RTK系统正常工作必须具备三个条件：第一，基准站和移动站同时接收5颗以上的GPS卫星信号；第二，基准站与 移动站同时接收卫星信号和基准站台发出的差分信号；第三，移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号，也就是说移动站在移动过程中不关机，不能失锁，否则 RTK 必须重新初始化。
2.2RTK线路测量的设计与实施
2.2.1方案设计
实际工作中的GPS测量可划分为方案设计、外业实施及内业数据处理三个阶段。 GPS测量的方案设计依据国家有关规范（规程）、GPS网的用途、用户要求等对网形、精度和基准等进行具体设计。
GPS测量规范是指国家测绘管理部门或行业部门制定的技术法规，包括： ?2009年国家质量技术监督检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布的《全球定位系统（GPS）测量规范》，简称《规范》。
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?1998年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量规程》，简称《规程》。 ?各部委根据本部门GPS测量实际情况制定的其他GPS测量规程和细则。
2.2.2外业实施
外业测量开始前，要进行对点的校核，找准控制点（至少三个），即开始进行中线测量工作[2]。
中线测量，测量时选路线前进方向进行变化位置放置流动站，每一个里程为一段分隔距离，由已知控制点，流动站手簿软件即可显示此点距离中桩偏移距离及实际高程，根据显示数据，移动流动站至地形变化点的中桩位置，偏值精度到正负5cm，即可打桩并记录桩号、高程。由此可继续进行下一里程的中线测量，每20公里进行中桩记录，由此可实时测得所有里程全部中桩点的三维坐标。
横断面点测量，在已知中桩的垂直方向上，移动流动站依次至此桩的横断面方向地形变化点处，在距中线左右各20范围内测出中线垂直方向上点的三维坐标，为绘制横断面需求，保持左右方向上的点大致在一个方向上，并根据实际地形的变化走势，在地形复杂的沟、渠、坎、土堆、坑、塘等加密测量特征点,特征点最好高低、上下对应。相对的地势平坦区，只采集必要的主要边界点即可，并在现场绘制草图,以便内业数据处理。
2.3GPS坐标系统及其转换
2.3.1GPS测量常用的坐标系统
?WGS-84坐标系：
GPS所采用的坐标系为WGS-84地心坐标系,它是以地球的质心(质量的中心)为原点的地心坐标系,X,Y轴在地球赤道平面内,Z轴与地球自转轴相重合。WGS-84大地坐标系是一个协议地球坐标参考系CTS(Conventional Terrestrial System),其几何定义是:原点位于地球质心,Z轴指向BIH l984.0定义的协议地极CTP(Conventional Terrestrial Pole)方向,X轴指向BIH l984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与X,Z轴正交构成右手坐标系。采用椭球参数为：a=6378137m，f=1/298.257223563。 ?BJ-54坐标系：
1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系，是一种参心坐标系统。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系，该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。该椭球的参数为：a=6378245m，f=1/298.3。我国地形图上的平面坐标位置都是以这个参数为基准推算的。
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