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RTK在征地测量过程中的应用
来源：本站原创    点击数： 26   更新时间：2009年09月07日   【字体：大 中 小】 【颜色：红 绿 蓝 黑】

                                             徐光荣

[摘 要]：主要通过在实际工作中制作和运用过程的一些技巧
    [关键词]： RTK；GPS；坐标参数转换；测量

    一 、概述
  土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础。我国人多地少，从80年代初以来，随着经济的快速发展，土地利用结构发生了明显的变化，耕地资源数量减少，非农业用地大量增加。因此，及时、准确地掌握土地资源的数量、质量、分布及其变化趋势，直接关系到国民经济的持续发展与规划。在这里，我主要介绍的是RTK在征地测量过程中的应用。
    作为土地勘测调查所的工作人员，我们长期从事的是野外测量工作，在这里我简单概述一下我们的工作步骤如下
    1.资料收集
    资料主要的纸质、电子两大类，纸质包括带比例尺地形图、控制点及控制点坐标、坐标系及转换参数，电子数据主要有测量（红线）范围线、坡度图、分类标准等，根据不同要求所需进行收集
    2.资料分析
    对已收集到的资料进行分析，初步制定踏勘路线
    3.实地踏勘
    针对已有资料组织工作人员对实地进行踏勘、对工作要求制定测量线路
    4.控制测量
    对缺损资料进行完善如：控制点是否需要重新制作或加密、坐标进行转换等、工具使用双频GNSS RTK接收机V8、软件使用、HDPOWER、Hi-RTK、HDS2003 GPS数据处理软件。
    5.勘测定界
    针对工作要求对实地进行碎部测量、点放样等。
    二 、RTK简介及实际操作
RTK（Real Time Kinematlc）---实时动态载波相位差分定位技术。RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统，RTK定位技术就是基于载波相位观测的实时动态差分定位技术，它能够实时实地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。
    RTK分4部分组成
    1、基准站部分、接收GPS信号，包括：导航信号、 信号;提供差分坐标，星历等信息。
    2、差分传送部分
    将基准站差分数据传输给移动站包括测站坐标、观测值、卫星跟踪状态等数据。
    3、移动站部分
接收GPS信号及基准站差分信号、并进行解算，得到实时的高精度定为结果
    4、手簿终端控制器
    内置RTK测量软件，可设置基准站，移动站的工作参数，显示运动站实时坐标成果，技术测量参数，进行辅助线路设计等功能。
    RTK的工作原理是基准站接收机设在固定的参考点位上，连续接收所有可视GPS卫星信号，并将测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态通过数据链发送出去，流动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接收来自基准站的数据，求载波相位整周模糊度，在通过相对定位模型获取所在点相对基准站的坐标和精度指标。在系统内进行实时处理，给出厘米级定位结果。
    注：流动站可处于静止状态，也可处于运动状态，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。载整周末知数解确定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持5颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可以随时给出厘米级定位结果。
    RTK的传输差分方式目前我们使用的V8有两种：
    1、电台传输差分数据
    传统的差分数据传输模式：差分数据通过电台传到移动站
    2、网络传输差分数据（GPRS\GSM\CDMA）
    新的差分数据传输模式：差分数据通过手机网络传到移动站
RTK野外作业的主要步骤为：设置基准站、求解坐标转换参数、碎部测量、点放样、线放样。由于大部分情况下使用的坐标系都为国家坐标系或地方坐标系，而GPS所接收到为WGS-84坐标系下的数据，因此如何进行坐标系统的转换成为RTK使用过程中的很重要的一个环节。一般情况下，可以根据已知条件的不同而使用不同的坐标转换方法，主要转换方法有：平面四参数转换+高程拟合、三参数转换、七参数转换等（平面坐标系之间的转换：四参数，椭球体之间的转换：三参数、七参数），而碎部测量、点放样、线放样在不同参数模式下操作方法大概相同。
    平面四参数+高程拟合转换方法要求：
    a、高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物;
    b、无电磁波干扰（200米内没有微波站、雷达站、手机信号站，50米内无高压线）；
    c、在用电台作业时，位置比较高，基准站到移动站之间最好无大型遮挡物，否则差分传播距离速度缩短；
d、至少两个已知坐标点（最好三个或三个以上，可以检校已知点的正确性）；
    三参数转换要求：
    a、基准站架设在已知点上
    b、高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物;
    c、无电磁波干扰（200米内没有微波站、雷达站、手机信号站，50米内无高压线）；
    d、在用电台作业时，位置比较高，基准站到移动站之间最好无大型遮挡物，否则差分传播距离速度缩短；
e、只需要一个已知坐标点（已知点可以是国家坐标系下的坐标，或坐标系和WGS-84坐标系之间的旋转很小）；
f、此方法都适用于客户对坐标精度要求不是很高的情况，随着移动站离基准站距离的增加，精度越来越低，一般3KM精度能在5CM以内。
    七参数转换要求：
    a、高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物;
    b、无电磁波干扰（200米内没有微波站、雷达站、手机信号站，50米内无高压线）；
    c、在用电台作业时，位置比较高，基准站到移动站之间最好无大型遮挡物，否则差分传播距离速度缩短；
    d、至少三个已知坐标点（已知点可以是国家坐标系下的坐标，或和WGS-84坐标系之间存在很小旋转坐标系下的坐标，最好三个以上已知点，可以检验已知点的准确性）；
    e、此方法解算模型严谨，因此要求已知点的坐标精度高，一般在大范围作业时使用，当已知点精度不高时，不推荐使用；
    三、使用心得体会
  传统征地测量大多采用的是皮尺丈量方法，其数据准确性差，而且对数据的归档和应用不是很方便，尤其是借地、还地方面常常无法在实地上体现，而采用RTK征地测量得到的是实时坐标是非常方便管理应用的，还有皮尺丈量方法所得到的数据准确性出入较大，投入人员较多，RTK征地测量的精度相对较高投入人员少，这样可节省不少人力财力。测量过程中基准站的选点及引用控制点的时候精度要求都非常重要，长期从事野外测量的人应该都知道如果基准站选点和已知点精度不合格，都是直接影响到你的工作开展和成果，所以在选点和参数转换的过程中人要根据工作的要求进行制作。碎部测量过程中要注意，流动站的卫星跟踪有时在短时间内不能跟上作业员，容易造成采集数据出错的问题。
另外，目前同类产品较多在同时使用的过程中会造成差分数据互串的问题，即使是分组不同类型的型号品牌的RTK都有可能出这样的错误，会导致采集数据出错，所采集数据不可以所以的问题，建议避免同类产品基准站设置相邻或过近，卫星时段需要作业员掌握以便自己作业，因为在作业过程中要求至少5颗以上卫星可以使用，可以上网查询作业地点卫星分布图进行作业调整。
    四 、总结
    以上就是在野外测量工作中使用RTK的一些经验，目前RTK的网络传输对于大型野外地形测量是非常提高作业率的，因为它的距离不受地形限制，作业距离远，一般距离可以达到30KM但是受手机网络信号质量影响，林地周边及山体过大等情况下对其的信号和卫星穿透能力都影响很大，为了实现跟科学性的现代化征地测量，现在将自己在RTK运用过程中学到的经验与大家分享，希望对大家在工作中有所帮助。