摘要:隨著科技的不斷進步，全球衛星定位系統GPS在測量領域不斷得到發展，特別是近幾年RTK性能的不短完善，RTK更是得到大家的親賴。它操作簡單，精度高，也讓大家確實減少了不少工作量，提高了效益。RTK技術進行控制測量改變了傳統的從高級到低級的作業方式，可以直接在首級控制點下直接步設圖根點，誤差無積累。
　　關鍵詞:GPS；RTK；精度；水利工程；
　　
　　一認識幾個基本概念
　　我們知道，GPS的定位原理就是利用空間分布的衛星（21顆工作衛星+3顆備用衛星）以及衛星與地面點的距離交會得出地面點的位置，亦即空間的距離交會原理。其定位方法按照參考點的位置不同可分為絕對定位和相對定位。
　　GPS絕對定位又叫單點定位，即以GPS衛星和用戶接收機天線在WGS-84坐標系中相對于坐標原點（地球質心）的絕對位置。根據用戶接收機天線所處的狀態不同，分為靜態絕對定位和動態絕對定位。靜態絕對定位的精度為米級，主要用于大地測量；而動態絕對定位的精度為10～40m，只能用于一般性的導航定位中。
　　GPS相對定位是用兩臺GPS分別安置在基線的兩端，同步觀測相同的衛星，通過兩測站同步采集GPS數據，經過數據處理以確定基線兩端點的相對位置（或基線向量）。根據定位過程中接收機天線所處的狀態不同，GPS相對定位分為靜態相對定位和動態相對定位。靜態相對定位也就是我們常說的GPS靜態測量，它是通過接收機長時間連續觀測獲得充分的多余觀測數據，解算基線向量，求得控制點的坐標值。（解算過程很復雜，一般用軟件才能進行。這里就不寫了。）動態相對定位也稱為差分GPS定位，按照提供修正數據的基準站的數量不同，可分為單基準站差分和多基準站差分，單基準站差分根據基準站所發送的修正數據的類型不同又分為位置差分、偽距差分、載波相位差分。載波相位差分又稱RTK技術，通過對兩測站的載波相位觀測值進行實時處理，可以實時提供厘米級精度的三維坐標。（處理過程很復雜，一般用機內軟件自動進行。這里就不寫了。）
　　二對RTK技術的認識
　　載波相位差分的基本原理是：由基準站通過數據鏈實時地將其載波相位觀測量及基準站坐標信息一同發送到用戶站（移動站），并與用戶站（移動站）的載波相位觀測量進行差分處理，實時地給出用戶站（移動站）的精確坐標。
　　與RTK定位有關的誤差：
　　①與無線數據鏈有關的誤差
　　由于實施動態差分GPS定位技術的便攜電臺多為直接傳輸超高頻（UHF）電臺，在傳輸信道內部噪聲及其造成的符號間干擾，不可避免地會產生錯差，使得RTK流動接收機接收誤碼的信息，影響RTK定位結果的正確性。這類誤差可歸納為：1）差分信息調制誤差；2）差分信息調解誤差；3）外界環境干擾影響。以上因素可通過選擇或調整調制解調器相關參數，將誤碼率控制在最小范圍之內，甚至可將誤差控制在10-9數量級。
　　②與流動站及其觀測作業有關的誤差
　　RTK動態作業時載體瞬時姿態改正精度是一項重要的誤差來源。進行動態觀測作業時，在待定點P上無法實時確定天線動態瞬時姿態，
　　如圖所示，地面坡度或天線對中桿傾斜姿態角使P點鉛垂方向A偏移B，即引起平面和高程誤差，如果姿態改正分別為△P和△h,很小時,可按下圖例出兩項誤差改正模型:
　　△P=h0•sin
　　△h=h1+h2=h0(sec-1)+h2
　　
　　式中△P---姿態角即坡度引起的平面誤差;
　　△h---姿態角即坡度引起的高程誤差.
　　當取h0≤2m、≤5°時，姿態角引起的平面誤差△P如下表：

　　從表中可以看出，姿態角引起的平面誤差△P隨姿態角和天線高度的增大而迅速增加。實際RTK作業時，應盡量在待定點上以靜態或準動態方式置平對中和確定控制天線高度在1.5m以下。那么這項誤差可望控制在±1cm左右。
　　一般來自地面本身的不規則起伏應在3cm以內，當取h0≤2m、≤5°、h2=0.030m時，姿態角引起的高程誤差△h如下表：

　　從表中可以看出，姿態角引起的高程誤差△h主要受來自地表本身的不規則起伏變化影響。實際RTK作業時，應盡量在待定點上以靜態或準動態方式置平對中和確定控制天線高度在1.5m以下。那么這項誤差可望控制在1cm左右。
　　三實際應用例子
　　2007年12月，我單位承接湖南省新晃縣杉木塘水電站的勘測和設計。該工程是一個引水式發電工程，有大壩、廠房及1.7公里長的遂道開挖，地理位置屬于起伏較大的山嶺地區，大壩與廠房之間有好幾座大山。如果采用老式三角測量的方法建立控制網，那工作量就相當的大。可當時時間很緊迫，考慮到RTK的精度為：平面精度1cm+Dppm,垂直精度2cm+Dppm，完全滿足我們水利水電工程測量規范精度。于是我們決定用RTK做控制，先把大壩、遂道進出口、廠房段的地形圖以及水庫庫區內的淹沒調查等工作做完。以后再做GPS靜態控制測量。我們按照E等GPS網標準在樞紐部分共布設了5個（編號分別為：SC1、SC2、SC3、SJ0、SJ3）控制點（具體見控制點平面布置圖）。
　　
　　先用水準儀按照四等水準要求，分別在隧道進出口附近各埋設了一個水準點，作為施工放樣高程原點并測得SC1點的水準高程為306.213米。然后我們以SC1(3029.26,36623.96，306.213)點為基點,用懸掛羅盤定方位角建立了一個獨立直角坐標系統。用2″級索佳全站儀實測得SC2的坐標為(3462.221,37265.857，318.224)。有了起始基線SC1—SC2，我們用中海達HD-5800G進行RTK測量。求得轉換參數后，用對點器對中采集各控制點，其成果如下表

　　以此成果,我們完成了所有的外業工作。
　　考慮到隧道的開挖，并且業主要求提供測量成果報告書，于是我們于工程開工前做了GPS靜態測量。用3臺靜態GPS，按照如下三角形圖形進行觀測：SC1-SC2-SC3；SC1-SC2-SJ0；SC1-SC2-SJ3；SC2-SJ0-SJ3；SC3-SJ0-SJ3。每測站觀測時間不少于50分鐘。通過HDS2003數據處理軟件處理，最后平差結果如下：
　　最終坐標平差值

　　最弱點平面中誤差

　　
　　從最終坐標平差值成果來看，RTK測量的成果與GPS靜態測量的成果基本相同。通過比較，SC3點偏差0.012m、SJ0點偏差0.011m、SJ3點偏差0.015m。
　　假設SC3點上的中誤差是壘加的，那么基線最弱邊（SC1-SC3）相對中誤差=（0.0061+0.012）/262.353=1/14494。也能滿足規范的要求。后來我們給施工方提交了靜態測量成果。經過將近一年的施工，隧道在中間順利貫通。
　　四結束語
　　通過多年的實際操作與運用，本文筆者得出結論:①RTK技術測量在小水利工程中不僅能做碎部點測量、施工放樣、庫區高程測量，而且能做控制測量。②但是在做控制測量時，一定要用對點器對中整平并且要選擇好的時段，力求在固定解的誤差最小時采集數據。
　　參考文獻
　　[1]《GPS測量技術》黃河水利出版社周立主編
　　[2]《水利水電工程測量規范》SL197-97
　　[3]張孝軍，林云發．GPSRTK技術的測量精度探討[J]．人民長江，  論文