1 引言 RTK測(cè)量技術(shù)，是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)。眾所周之，GPS測(cè)量工作模式有靜態(tài)、快速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位等，但用這些測(cè)量模式時(shí)，如果不與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相結(jié)合，其定位結(jié)果均需要通過(guò)測(cè)后處理而獲得。由于測(cè)量數(shù)據(jù)需要在測(cè)后處理，所以上述幾種測(cè)量模式均無(wú)法實(shí)時(shí)地給出觀測(cè)站的定位結(jié)果，而且也不能對(duì)基準(zhǔn)站和用戶觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)地檢驗(yàn)，因而難以避免在后處理數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格的測(cè)量成果，造成需進(jìn)行返工重測(cè)的情況。 過(guò)去解決這一問(wèn)題的措施，主要是延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間，以獲得大量的多余數(shù)據(jù)，來(lái)保障測(cè)量結(jié)果的可靠性，但是這樣大大降低了測(cè)量工作的效率。 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的基本思想是，在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將其測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。在用戶站上，GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臏y(cè)量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算的定位結(jié)果，便可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)站與用戶站測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，從而可實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功，以減少冗余測(cè)量，縮短測(cè)量時(shí)間。 [b]2 RTK技術(shù)原理 [/b] RTK（Real Time Kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，是一項(xiàng)以載波相位觀測(cè)為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)差分GPS測(cè)量技術(shù)，是利用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上GPS接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，其中一臺(tái)安置在已知坐標(biāo)點(diǎn)上作為基站，其它作為移動(dòng)站。在RTK作業(yè)模式下，基站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給移動(dòng)站。移動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出毫米級(jí)的定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。移動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開(kāi)機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周未知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，移動(dòng)站可隨時(shí)給出毫米級(jí)定位結(jié)果。RTK技術(shù)受外界條件限制小，只要滿足工作條件，就能快速、高精度地完成定位作業(yè)。 [b]3 RTK測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成 [/b] RTK測(cè)量系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成： ● GPS接收設(shè)備； ● 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)； ● 軟件系統(tǒng)。 3.1 GPS接收設(shè)備 RTK測(cè)量系統(tǒng)中，至少包含二臺(tái)接收機(jī)，分別安置在基站和移動(dòng)站上。基站應(yīng)設(shè)在測(cè)區(qū)內(nèi)地勢(shì)較高，視野開(kāi)闊，且坐標(biāo)已知的點(diǎn)上。在城區(qū)可考慮設(shè)在樓頂平臺(tái)上。作業(yè)期間，基站的接收機(jī)應(yīng)連續(xù)跟蹤全部可見(jiàn)GPS衛(wèi)星，并將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地發(fā)送給移動(dòng)站。 3.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，由基站的發(fā)射臺(tái)和移動(dòng)站的接收臺(tái)組成，它是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備要充分保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，其頻率和功率的選擇主要決定于移動(dòng)站與基站間的距離、環(huán)境質(zhì)量及數(shù)據(jù)的傳輸速度。 3.3 支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的軟件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng)的質(zhì)量與功能，對(duì)于保障實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的可行性測(cè)量結(jié)果的精確性與可靠性，具有決定性的意義。 [b]4 RTK產(chǎn)品的測(cè)試 [/b] 此次測(cè)試的產(chǎn)品為北京星網(wǎng)宇達(dá)科技開(kāi)發(fā)有限公司（www.3dgps.com.cn）提供的XW-GPS1010、XW-GPS1020 RTK系統(tǒng)。此款產(chǎn)品為該公司自主研發(fā)，采用單頻GPS載波測(cè)量技術(shù)，作用距離在2Km內(nèi)靜態(tài)水平精度為±3mm+1ppm、高程精度為±6mm+1ppm，標(biāo)稱精度可與雙頻RTK系統(tǒng)相媲美，屬于RTK中的高端產(chǎn)品。 XW-GPS1020指標(biāo)： 實(shí)驗(yàn)采用定點(diǎn)測(cè)試的方法，主要觀察RTK系統(tǒng)在城區(qū)實(shí)際應(yīng)用中的有效性及測(cè)量精度。由于在城區(qū)高樓林立、高空遮擋嚴(yán)重，對(duì)GPS信號(hào)的干擾較為嚴(yán)重，容易造成無(wú)法接受衛(wèi)星信號(hào)及樓體對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的多路徑干擾等等，因此，我們的測(cè)試地點(diǎn)選為某高層寫字樓的樓頂，這樣能盡量減少遮擋及多路徑干擾等問(wèn)題。 測(cè)試分為5米定點(diǎn)距離測(cè)試和變換定點(diǎn)距離測(cè)試兩種： 5米定點(diǎn)距離測(cè)試：基站固定不動(dòng)，在以基站為圓心5米為半徑的圓周上隨機(jī)取三個(gè)點(diǎn)，將移動(dòng)站分別放在三個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量。 變換定點(diǎn)距離測(cè)試：基站固定不動(dòng)，以基站為原點(diǎn)分別取距其2米、3米、4米三個(gè)點(diǎn)，將移動(dòng)站分別放在這三個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量。 1）架裝天線 在測(cè)試場(chǎng)地隨機(jī)選取一較為開(kāi)闊地點(diǎn)固定基站，為方便量取所需距離，使用測(cè)量型三腳架架起天線，只要保證天線的相位中心與三腳架支點(diǎn)垂直于一線即可。 北京星網(wǎng)宇達(dá)科技開(kāi)發(fā)有限公司（www.3dgps.com.cn）提供的GPS接收天線為單頻零相位測(cè)量型天線，其相位中心即為天線圓盤的中心點(diǎn)，因此我們只需手動(dòng)調(diào)整三腳架為水平即可。 2）連接RTK基站——-XW-GPS1010。 該接收機(jī)為直流12V供電，一般蓄電池都可以支持，在室外使用非常方便。接收機(jī)的外殼上有兩個(gè)天線接口，一個(gè)連接數(shù)傳電臺(tái)的天線，另一個(gè)為連接GPS接收天線。 3）連接RTK移動(dòng)站——-XW-GPS1020。 在事先測(cè)量好距離的點(diǎn)上，用相同的方法固定好天線。然后依次接好數(shù)傳電臺(tái)的天線和GPS接收天線。XW-GPS1020也是直流12V供電。 基站與移動(dòng)站之間的最大距離為兩公里 4）數(shù)據(jù)的讀取 此套R(shí)TK系統(tǒng)的上位機(jī)軟件為北京星網(wǎng)宇達(dá)科技開(kāi)發(fā)有限公司（www.3dgps.com.cn）專為該系統(tǒng)自主研發(fā)，顯示數(shù)據(jù)齊全，圖形清晰，簡(jiǎn)單易操作。 上電后基站會(huì)把衛(wèi)星誤差數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸傳到移動(dòng)站，移動(dòng)站通過(guò)內(nèi)部算法優(yōu)化后輸出精確的位置信息。這一階段需要幾分鐘的解算過(guò)程，解算完成后，上位機(jī)軟件中的GPS狀態(tài)位將從開(kāi)始的不可用變?yōu)椤癛TK OK”，即表示為現(xiàn)在的輸出數(shù)據(jù)已達(dá)到RTK精度的要求。 測(cè)試結(jié)果 （注：由于量取距離是手工操作，所以允許存在少許誤差，不影響最后的測(cè)試結(jié)果。） 1）5米定點(diǎn)距離測(cè)試 點(diǎn)1 點(diǎn)2 點(diǎn)3 2）變換定點(diǎn)距離測(cè)試 2米 結(jié)果：在2米距離處系統(tǒng)的水平精度為1.93mm 3米 結(jié)果：在3米距離處系統(tǒng)的水平精度為3.11mm 4米 結(jié)果：在4米距離處系統(tǒng)的水平精度為1.49mm [b]5 結(jié)論 [/b] 經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，北京星網(wǎng)宇達(dá)科技開(kāi)發(fā)有限公司的XW-GPS1010/1020 RTK系統(tǒng)定位精度可達(dá)到甚至優(yōu)于其標(biāo)稱精度。其卓越的可靠性、靈活的組網(wǎng)方式、快捷的本地服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為我國(guó)高精度測(cè)量設(shè)備的研發(fā)、推廣及應(yīng)用提供了有力的保障。 編輯：何世平