本文選自國家級期刊《中國新通信》，《中國新通信》雜志是由工業(yè)和信息化部主管，電子工業(yè)出版社主辦，《中國新通信》雜志社編輯出版的信息通信技術(shù)專業(yè)期刊，原《中國數(shù)據(jù)通信》（月刊）。自 1999年創(chuàng)刊以來，受到了廣大讀者和作者的關(guān)心和支持，2005年被科學技術(shù)協(xié)會評為優(yōu)秀期刊，于2006年1月改名為《中國新通信》。

　　摘要：具有實時定位服務(wù)功能的網(wǎng)絡(luò)GPSRTK定位服務(wù)系統(tǒng)是當代GPS發(fā)展的熱點之一，由于網(wǎng)絡(luò)GPSRTK系統(tǒng)突破了常規(guī)GPS差分作業(yè)系統(tǒng)分散、相互獨立、臨時性基準站頻繁設(shè)置等問題，在大型工程和城市建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)是在計算機城城網(wǎng)上建立的現(xiàn)代化城市大地測量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，由衛(wèi)星跟蹤基準站、系統(tǒng)控制中心、用戶數(shù)據(jù)中心、實時數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)等組成，可全天候的像用戶提供厘米級實時和快速定位，毫米級事后精密定位等服務(wù)。

　　關(guān)鍵詞：GPS,網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù),線路工程

　　網(wǎng)絡(luò)GPS一RTK即網(wǎng)絡(luò)實時動態(tài)定位技術(shù)的簡稱。它是通過一臺基準站和若干臺移動站組成的測量系統(tǒng)，基準站和移動站之間使用無線數(shù)據(jù)鏈進行連接。移動站以基準站的已知數(shù)據(jù)獲得改正參數(shù)，基準站和移動站同時接收衛(wèi)星信號得到測量數(shù)據(jù)，基準站同時又把測量修正參數(shù)通過無線數(shù)據(jù)鏈傳送給移動站，使移動站測量數(shù)據(jù)得到改正而獲得所需要的測量成果，這樣移動站就可以實時、方便、快捷的進行各種測量工作。GPSRTK數(shù)據(jù)處理實際上是基準站和流動站之間的單基線處理過程。

　　全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)采用實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)(RTK),具有觀測速度快、精度高、應(yīng)用廣的特點。它是由一臺基準站、多臺流動站組成,通過數(shù)據(jù)鏈接成一個有機的整體。隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展，人們對快速高精度位置信息的需求也日益強烈。而目前使用最為廣泛的高精度定位技術(shù)就是RTK(實時動態(tài)定位：Real-TimeKinematic)，這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

　　高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術(shù)的關(guān)鍵在于使用了GPS的載波相位觀測量并利用了參考站的移動站之間觀測誤差的空間相關(guān)性，通過差分的方式出去移動站觀測數(shù)據(jù)中的大部分誤差，從而實現(xiàn)高精度（分米甚至厘米級）的定位，它是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果，并達到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標信息一起傳送給流動站，流動站不僅通過數(shù)據(jù)站接收來自基準站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進行實時處理，同時給出厘米級定位結(jié)果，歷時不到幾秒鐘。流動站處于靜止狀態(tài)，也可處于運動狀態(tài)：可在固定點上先進行初始化后再進行動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機，并在動態(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，即可進行每個歷元的實時處理，只要能保持四個以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出厘米級定位結(jié)果。

　　RTK技術(shù)在應(yīng)用中遇到的最大問題就是參考站校正數(shù)據(jù)的有效作用距離。GPS誤差的空間相關(guān)性隨參考站和移動站距離的增加而逐漸失去線性，因此在較長距離下(單頻>10km，雙頻>30km)，經(jīng)過差分處理后的用戶數(shù)據(jù)仍然含有很大的觀測誤差，從而導致定位精度的降低和無法解算載波相位的整周模糊。所以，為了保證得到滿意的定位精度，傳統(tǒng)的單機RTK的作業(yè)距離都非常有限。

　　為了克服傳統(tǒng)RTK技術(shù)的缺陷，在20世紀90年代中期，人們提出了網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)中，線性衰減的單點GPS誤差模型被區(qū)域型的GPS網(wǎng)絡(luò)誤差模型所取代，即用多個參考站組成的GPS網(wǎng)絡(luò)來估計一個地區(qū)的GPS誤差模型，并為網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)的用戶提供校正數(shù)據(jù)。而用戶收到的也不是某個實際參考站的觀測數(shù)據(jù)，而是一個虛擬參考站的數(shù)據(jù)，和距離自己位置較近的某個參考網(wǎng)格的校正數(shù)據(jù)，因此網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)又被稱為虛擬參考站技術(shù)(VirtualReference)。

　　RTK技術(shù)的迅速發(fā)展使其在實際生活中得到了廣泛的推廣及應(yīng)用。傳統(tǒng)的大地測量、工程控制測量采用三角網(wǎng)、導線網(wǎng)方法來施測，不僅費工費時，要求點間通視，而且精度分布不均勻，且在外業(yè)不知精度如何，采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)、偽動態(tài)方法，在外業(yè)測設(shè)過程中不能實時知道定位精度，如果測設(shè)完成后，回到內(nèi)業(yè)處理后發(fā)現(xiàn)精度不合要求，還必須返測，而采用RTK來進行控制測量，能夠?qū)崟r知道定位精度，如果點位精度要求滿足了，用戶就可以停止觀測了，而且知道觀測質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。如果把RTK用于公路控制測量、電子線路控制測量、水利工程控制測量、大地測量、則不僅可以大大減少人力強度、節(jié)省費用，而且大大提高工作效率，測一個控制點在幾分鐘甚至于幾秒鐘內(nèi)就可完成。

　　網(wǎng)絡(luò)GPS-RTK在運用時，基準站把接收到的偽距、載波相位觀測值和基準站的坐標、天線高等數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)鏈傳送到流動站;流動站在接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的同時,也接收基準站傳送的觀測數(shù)據(jù),在流動站完成初始化后,把接收到的基準站信息傳到控制器內(nèi),并將基準站的載波信號與接收到的載波觀測信號進行差分處理,即可實現(xiàn)求得兩站之間的基線值,經(jīng)過點校正,求出GPS坐標系統(tǒng)與地面控制測量坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù),實時求得實用的測點坐標。為了對RTK在線路工程測量中的應(yīng)用可行性進行檢驗,我們應(yīng)用Trimble5700雙頻GPS接收機,采用RTK測量方式測設(shè)了一段緩和曲線。測區(qū)屬丘陵地區(qū),平均高程150m。緩和曲線過去通常采用全站儀和常規(guī)儀器進行測設(shè),考慮到RTK的優(yōu)點,本文采用其進行緩和曲線的測設(shè)。實踐結(jié)果表明:縱向偏差滿足1/2000精度要求,橫向偏差小于0.1m。與全站儀進行比較,明顯看出RTK完全可以滿足工程要求,并具有速度快、精度高、應(yīng)用廣的特點。

　　下面我們通過兩個個GRS一RTK作業(yè)應(yīng)用實例可進一步了解該項技術(shù)在線路等工程測量中的運用。

　　1、碎部測量

　　2001年某研究院處承接了鷓鴣山隧道工程西洞口1:500新增地形圖補測工作。由于測區(qū)海拔3500米，地形非常復雜，植被茂密，通視條件差，若用常規(guī)的測量方法是不可能在短時間內(nèi)完成高精度的測圖工作的。他們采用了RTK技術(shù)共計4人（基準站1個，流動站3個），用了三天時間完成了2.5平方千米的1:500地形圖測量工作，為整個項目的設(shè)計工作順利完成提供了保證。在測圖工作中他們用RTK對部分路線控制樁進行檢測。精度統(tǒng)計如表1。

　　以上數(shù)據(jù)表明用GPSRTK測量能夠獲得較高精度，完全滿足1:500地形圖測圖需求。

　　2、中樁放樣

　　2001年3月洛湛鐵路湖南境內(nèi)某段中樁放樣。該項目為改線中樁測量，共計5段，最長段為17公里，最短段為8公里。若用常規(guī)測量方法還需敷設(shè)5條附合導線，按1組5人，則最少需要40個組天。我們采用RTK技術(shù)，作業(yè)中基準站1人，流動站3人，共用15天就完成全部放樣工作。在放樣中，我們對改線段起終端部分控制樁均進行了復測。經(jīng)檢查，RTK放樣精度能滿足《新建鐵路工程測量規(guī)范》（TB10101一99）中中樁放樣精度限差要求。

　　由此可見，RTK技術(shù)是GPS發(fā)展的最新成果較之常規(guī)測量有明顯優(yōu)勢。RTK作業(yè)觀測精度高且誤差均勻，可實時知道觀測結(jié)果和觀測精度，作業(yè)誤差相互獨立，不積累，不傳遞。RTK作業(yè)以其高效率還可廣泛應(yīng)用于航測外控，鐵路、公路、電力的勘測設(shè)計和施工放樣以及石油勘探、水文地質(zhì)調(diào)查等領(lǐng)域，將在測繪工作中起到越來越不可替代的作用。因此，我們應(yīng)不斷繼續(xù)研究發(fā)展RTK技術(shù)，使其得到更為廣泛的應(yīng)用。

　　參考文獻:

　　[1]王曉華．胡友健．GPS-RTK點校正方法的精度分析．[J]．工程地球物理學報,2005，(01)，10-11

　　[2]朱吉濤.RTK和PPK相配合在航測外業(yè)控制測量中的應(yīng)用.[J].物探裝備,2007,(04)

　　[3]王國祥.梅熙.GPS-RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用.[J].物探裝備，2001，（03），166

　　[4]孟慶森.趙成.GPS-RTK在地質(zhì)工程測量中的應(yīng)用.[J].吉林地質(zhì)，2007，（02），26