GPS RTK测量技术作业手册(新)解析

内部资料注意保密Trimble GPS RTK线路定线测量

技术作业指导书

编著：张志刚张冠军

铁道第三勘察设计院勘测设计分院

2004年6月天津

目录

前言RTK技术简介 (1)

1什么是GPS RTK技术 (1)

2 GPS RTK技术应用范围 (2)

3 GPS RTK的组成 (3)

4 GPS RTK的工作流程 (4)

5作业测区的确定 (5)

6 坐标系统转换参数的求解 (5)

一TSC1简介 (8)

二BASE（基准站） (11)

1 BASE硬件 (11)

2 TSC1设置基准站 (12)

三ROVER（流动站） (16)

1 ROVER硬件 (16)

2 TSC1设置流动站 (16)

3 流动站点校正 (18)

四RTK测量 (18)

1 测量点 (18)

2 放样点 (18)

3 放样道路 (22)

4 其他测量功能 (23)

5 结束测量 (23)

五GPS RTK线路定线测量 (24)

1 线路设计 (24)

1.1 TSC1线路设计 (24)

1.2 TGO Roadlink线路设计 (26)

2利用TSC进行中线测量 (32)

1.1 交点、中线控制桩测量 (32)

1.2 加中桩测量 (33)

3 数据处理 (33)

附录TSC1菜单 (36)

前言GPS RTK技术简介

1 什么是GPS RTK技术

GPS RTK技术（Real-time kinematic）是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级（±1cm+1ppm）的高精度。常规的GPS测量方法，如Static（静态）、FastStatic （快速静态）、Postprocessed kinematic（动态）测量都需要事后进行解算才能获得毫米或厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图、各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时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。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流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，同时给出厘米级定位结果，历时只需1epoch。流动站可以处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，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。在整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持五颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，流动站就可随时给出厘米级定位结果。

RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要

求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。

2 GPS RTK技术应用范围

（1）各种控制测量

传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业时不知精度如何；采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中也不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测。而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成，而且还知道观测质量如何。如果把RTK用于公路、铁路、水利工程等各种控制测量，不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且能够大大提高工作效率。

（2）地形测图

过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地形地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测，现在采用RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上几秒种，并同时输入特征编码，通

过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，这样用RTK仅需一人操作，不要求点间通视，大大提高了工作效率，采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如普通地形图、铁路线路带状地形图、公路管线地形图等，配合测深仪可以用于测水库地形图，航海海洋测图等等。

（3）工程放样

工程放样是测量一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样。如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高。

3 GPS RTK的组成

硬件：应用RTK进行测量，至少要有两套GPS接收设备，一套用于基准站，另一套用于流动站。基准站和流动站均需要连接无线电，基准站还需连接电台。

基准站到流动站的测量范围大约为10公里。初始化需要接收机接收五颗卫星，流动站必须初始化到厘米级精度方可进行测量。

软件：RTK测量所用TSC1测量控制器安装Trimble Survery Controller