gps—rtk在大比例尺地形图测绘中应用探究

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1、GPS—RTK在大比例尺地形图测绘中应用探究　　摘要：简要介绍了RTK技术工作原理及测绘方法，同时对RTK在大比例尺地形图测量中的应用进行了分析。关键词：GPS；RTK；大比例尺地形测绘中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：一、概述全球定位系统(GPS)是由美国国防部掌控的星基无线电导航系统．GPS—RTK(实时动态)技术是在GPS基础上发展起来的．能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度，是一种新的GPS定位测量方式，其精密定位可直接应用于测量、建筑、商业地图测绘、土木工程、精准农业、地面工程和农业的机械控制、摄影测量等。二、GPS—RTK技术的

2、基本原理及测量方法（一）RTK的基本原理。7RTK实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术．它主要利用两台或两台以上GPS接收机同时接收卫星信号。移动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据。还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，而且RTK技术受外界条件限制小。只要满足工作条件，就能快速、高精度地完成定位作业。（二）RTK系统组成。以拓普康定位系统公司的HiperPro接收机为例说明RTK的系统组成，主要由基准站接收机、电台、流动站接收机、对中杆、三脚架、topcontools软件、电缆和适配器组成。（三）RTK的测量方法。7实时动态测量是一种差分

3、GPS数据处理方法，这些数据实时地从基准站传输到一个或多个流动站。具体操作方法为：首先将通过静态观测求得的WGS一84坐标和地方坐标键入接收机中进行转换，或置人静态观测平差时求取的转换参数。然后在一已知点上架设一台GPS接收机(主机)作为基准站，观测另外1～2个已知点，进行校核以防止参数或者坐标输错。最后再将基准站的坐标、高程、坐标转换参数等必要的数据输人GPS控制接收机，另设置一台或几台GPS接收机为流动站同时接收卫星信号，并随时将实测精度和预设精度指标进行比较。一旦精度达到预设精度指标的要求，接收机将提示测量人员是否接收该成果。接收后，测得的坐标、高程及精度将同时存储到接收机中。另一种方法

4、是：直接用接收机在基准站和流动站接收WGS一84坐标．再利用观测得到的WGS一84坐标和相应的地方坐标根据一定的数学模型进行转换，从而求得转换参数。当然，这种方法仅适用于测区范围较小的情况下。三、RTK误差源的分析及减小误差的措施RTK的测量精度包括两个部分，其一是GPS的测量误差，其二是坐标转换带来的误差。以下是对于各项误差的分析以及减小这些误差的措施：（一）信号干扰引起GPS测量误差此项误差源可尽量避免，对于基准站而言，要避开在测站周围100—500米范围的UHF、VHF、TV和BP机发射台，避开高压线以及用于航空导航的雷达装置等强电磁波辐射源。(二)基准站和流动站之间距离引起GPS测量误

5、差RTK定位测量中，流动站随着与基准站距离的增大，初始化的时间将会延长，精度将会降低，所以流动站与基准站之间的距离不能太大，一般不超过l0km范围。(三)坐标转换引起测量成果系统误差7空间相对位置关系不是我们要的最终值，要进一步把空间相对位置关系纳入我们所需要的坐标，就要通过坐标转换把GPS的观测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四参数。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，从而求出他们的高程，在这个过程中会产生误差，该项误差主要取决于已知点的精度和已知点的分布情况。因此，在求解转换参数时，要求控制点的个数在3个以上。而且点精度要

6、均等，并要均匀分布于测区周围；此外，通过实际作业发现，利用远距离作业区的控制点求解的转换参数，误差较大，所以在求解转换参数时，最好使用作业区附近的控制点来求解转换参数。四、应用GPS-RTK技术测量时需注意的几个问题（一）坐标转换参数的求解在GPS静态测量中，不同坐标系的坐标转换是在数据后处理时进行的。而对于RTK测量，要求实时得出待测点在实用坐标系80西安坐标系、54北京坐标系或地方独立坐标系等中的坐标，因此，坐标转换问题就显得尤为重要。坐标转换参数求取方法有两种：一种是使用已有的静态数据，求出转换参数；另一种是现场采集，通过键入一定数量(要求3点以上)控制点的地方坐标，然后利用后处理软件或

7、GPS控制器内置的实时处理软件求解坐标转换参数。当然，转换参数的准确性与控制点的数量及控制点的分布图形有关，在求解坐标转换参数时，应采取不同基准点的匹配方案，用不同的计算方法求得坐标转换参数，比较后选择残差较小、精度较高的一组参数使用。坐标转换参数是有区域性的，因此，在一个测区求解的坐标转换参数不能直接应用到其它测区。（二）坐标系统转换的精度评定7由于GPS—RTK定位的数据处理过程属于计算基准站