GPS之家

                                                                     快速RTK在工程测量中的应用 
      随着现代科技的日新月异，GPS技术正以其全天候、高精度、自动化、高效益等显著特色，深得测绘同仁的信赖，并着步改变着我们的日常工作。尤其是GPS静态相对测量已广泛应用于控制测量，大家对它已不陌生。
但是GPS静态测量固有的缺点是外业测量在测站上时间较长，成果不能及时获取，精度不能及时反映，难免要造成外业返工现象。而GPS实时动态测量RTK模式，则克服了上述缺点，以实时、快速及高精度而著称。不仅给控制测量带来突破，而且对工程放样、碎部采集、水域测量、地籍测量、房产测绘等广泛领域带来了深刻变化。可以说快速RTK技术给测绘工作带来了一个革命性的测量专业解决方案。
快速RTK作为新技术，测绘界还颇为陌生，甚至有些神秘感，然而在测绘科技突飞猛进的今天，我們再也不能回避它。今天，虽然我们掌握这项新技术时间不长，但感受颇多，下面以我们学习和使用的ASHTECH快速RTK Z-X接收系统为例，作些介绍。
一、 快速RTK系统

1． 快速RTK原理
RTK（Real Time Kinematic）技术又称载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。载波相位差分方法分为两类。一类是修正法，即将基准站的载波相位修正值发送给流动站，改正流动站接收到的载波相位，再求解坐标，属准RTK技术。另一类是差分法，即先求解起始相位整周模糊度，又称RTK初始化，然后进行实时差分，属真正RTK技术。它要求基准站GPS接收机实时地把观测数据及已知数据实时传输给流动站GPS接收机，流动站快速求解整周模糊度，在观测到四颗或以上卫星后，可实时求解出厘米级的流动站动态位置。

那么，什么是快速RTK呢？快速RTK技术在解算整周模糊度技术OTF（on-the-fly）算法上有所改善，只要求利用尽量少、甚至是单历元就能解出相位整周模糊度，而且在函数模型和随机模型，整周模糊度固定解判定标准和越界探测与识别并选配相应的解算方法上匀有革命性的突破。因此，快速RTK只需要常规RTK初始化时间的十分之一左右。良好观测条件下，初始化时间为2-3秒。

2． 快速RTK系统组成
1) Z-Xtreme RTK Base基准站
2) Z-Xtreme RTK Rover流动站（内置UHF电台）
3) Radio Base Kit (2W和35W可调电台)
4) 手持计算机系统 （Windows CE）
5) 软件系统：Solution 2.0和Survey Pro手簿软件。

3． RTK野外操作流程
1) 连机：确保电源，天线、电缆正确连接。先检查，再开电源。
2) 建立新项目 Job/New
3) 参数设置 Job/Setting
4) 编辑控制点 Job/Edit Points
5) 设置基准站 Survey/Base Setup
6) 设置流动站 Survey/Rover Setup
7) 计算坐标转换参数 Survey/Control Points
8) 采点 Survey/Data Collection 或放样 Stake out/Stake points
以上步骤均在手持计算机中 Survey Pro 软件上操作

4. 数据后处理软件：Solution2.0
Ashtech Solution2.0 是个崭新的自动后处理软件包，他的界面友好，操作简便，功能齐全。能完成以下功能：
1) 选星计划
2) 接收机设置
3) 数据传输
4) 基线向量解算
5) 网平差
6) 质量分析
7) 坐标转换
8) 报表生成
9) 结果输出
10) Rinex格式转化

5. 快速RTK Z-Xtreme 主要技术指标：
1) 静态：静态、快速静态：5mm+1ppm
后处理动态：10mm+1ppm
实时码差分定位：〈30cm （典型）
实时动态RTK：平面10mm+1ppm 垂直20mm+2ppm
2）距离：建议工作距离：≤10km
最大工作距离：40 km
3）时间：RTK初始化时间：2-10秒（良好环境）
RTK 测量时间：2秒厘米级、20秒毫米级
电池工作时间：内置高能锂电池5400mA可连续工作10小时。

二、 Z-X快速RTK的特点
1． Ashtech Z-X RTK 以其快速著称，能在数秒钟内高精度的完成测量定位工作。
2． 阿什泰克（Ashtech）的Z跟踪技术，使得Z-X RTK 在比较恶劣的环境下（如树林隐蔽，建筑物遮挡，只能看到天边的地方，高压输电线下面或附近….….）均能正常作业。
3． Z-X RTK 耗电量小，一块高能的锂电池可作业10小时，使得整个仪器重量大为减轻。背在作业人员身上的流动站，总重量未超过5公斤。同时，整套仪器防水，有利于野外作业。
4． Z-X RTK，基准站用一块高能锂电池作业发射的距离可达3-5公里，当测量距离在3-5公里范围内时，不需要携带笨重的汽车电瓶供电，有利于流动作业。
5． Z-X RTK 的数据储存卡，可存16M 数据，可连续记录200小时。数据处理时，只需将数据卡插入电脑，非常方便。
6． Z-X RTK GPS 主机上有操作键，野外工作开始时，不需要流动站的电子手簿的帮助就可以启动，作业很方便。

三、 快速RTK 在工程测量中的应用

1． 控制测量
常规控制测量要求点间通视，需要过渡点、传递点，费工费时，而且精度又不均匀，外业中不知测量成果的精度。GPS 静态，快速静态相对定位测量无需点间通视能够高精度的进行各种控制测量，但是需要事后进行数据处理，不能实时定位并知道定位精度，当精度不合时，必须返工。而用RTK 技术进行控制测量既能实时知道定位结果，又能实时知道定位精度，大大的提高了作业效率。

2． 碎部测量
如果直接用RTK 测图的话，可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度并快速的测定界址点、地形点、地物点的坐标。无论过去的平板仪测图，还是现在用得最多的电子平板测图，都要求测站与测点之间通视，至少需要2-3人操作。而采用RTK 技术，仅需一个人背着仪器到测点上呆上1-2秒钟并同时输入特征编码，甚至地物的众多属性，通过电子手簿记录，由专业测图软件如WalkSurvey 或SCSG2000直接生成各种比例尺地形图，大大的提高了测图效率。

这里要强调一下的是，虽然RTK 无需点间通视，但还是受观测条件限制，在城市高楼密集区，或其它卫星接收条件不好的地方有无法初始化的情况，这些GPS 盲区只有通过常规方法补测。

Ashtech 快速 RTK Z-X是Z 跟踪技术，快速RTK 技术，12通道全视野操作，L1、L2全波长载波相位观测量，多路径削减，码差分双频平滑化等多项专利技术大集成，在有些树木或建筑物部分遮挡的环境下仍能进行RTK 测量。再加上我们可以通过多测过渡点如内分点，外分点等等进行多种形式的偏心测量，从而可以大大减少常规补测工作量。

Survey Pro 电子手簿软件提供多属性、多形式、多格式的数据采集功能。单属性采点可设置自动连线功能，如果用WIN CE 环境编程，将地形、地物符号输入手控器，便可直观的野外一次性成图。

3．水域测量
由于RTK 工作距离可达40 km，以其优越的性能可广泛的用于各种比例水下地形测绘。

Ashtech 快速RTK 能自动导航和按距离或时间间隔自动采点，只要我们将天线高量至水面，测深仪吃水深度改正后，便可高精度的实时测定水下地形点的三维坐标，无需 验潮改正，用专业成图软件直接成图。不仅提高了生产效率，更提高了成图精度。

4． 地籍和房产测量
应用RTK技术能以厘米级精度进行数据采集，将RTK 测定的数据处理后直接录入GIS 系统，可及时地精确地获的获得地基和房产图。当然在影响GPS 卫星信号接收的遮蔽地带，仍需采用常规测量手段补测。

在建设用地勘测定界测量中，RTK 技术实时低测定界桩位置，确定土地使用界限范围，计算用地面积，可实时进行检核计算。避免了常规解析放样的复杂性。

在土地利用动态检测中，应用RTK 新技术进行动态检测又提高检测速度和精度，省时省工，真正实现实时动态监测，保证了土地利用状况调查的现实性。

5． 线路放样测量
快速RTK 技术应用于线路放样测量，简直带来了革命性巨变。

第一， 点位放样：RTK实时地提供导航数据，不仅可以使你快速的找到点位，而且还能提供定位精度，并可进行采点。

第二， 直线定位：直线定位最常用于电杆排放，道路放样。 Stake to line 测量显示出的定线导航数据能使你快速上线，一旦到达待定直线，便出现***on the line***标示，便可存储点位坐标，直至完成。

第三， 曲线放样：先设定好曲线，如圆曲线或缓和曲线参数，中线、边线等，导航数据将使你快速引导上线。

由于快速RTK 用于放样，无需对讲机传递导航数据和方向，流动站导航画面，让你轻松上点，上线，极大的提高了工作率。

总之，快速RTK 应用于工程测量的方方面面，均能极大的提高生产效率，和提高产品精度，真是不用不知道，用了真奇妙。由于，我们掌握和应用这项新技术时间不长，体会不深，不足之处望大家批评指正。本文希望能给大家传递一个信息，起到抛砖引玉的作用。