齐怀卿  周朝义  李鸿治(测绘信息工程院)[摘要]  本文对城市GPS　RTK测量技术规程的主要条文的编制进行了深入探讨，对有关技术参数进行了分析。有关技术要求可供有关城市规划、设计部门参考。[关键词]  RTK　流动站　技术规程1 引言    “数字城市”就是借助GPS、RS、GIS等“3S”技术手段对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。而作为“数字城市”的主要标准之一，《城市GPS RTK测量技术规程》规定了在建设“数字城市”过程中应用GPS RTK技术的基本内容与要求，是我们通过总结RTK使用经验，参考了大量文献，咨询了有关科研单位，制定了此规程。2　“城市GPS RTK测量技术规程”有关内容的说明    本规程共有10部分组成，分别是总则、术语、 坐标系统和时间系统、RTK测量技术设计、 参考站的设置要求、 流动站的设置要求、RTK数据采集、RTK仪器设备的技术要求、数据后处理、成果检验。2.1 总则    包括规程的编制目的、适用范围及有关参照与引用标准。2.2 术语    本部分沿用同类规范的作法，对有关专业术语进行介绍，主要包括数字城市、RTK实时动态测量、参考站、流动站、WGS84坐标、在航初始化OTF等。2.3　坐标系统和时间系统    由于我国城市大多采用各地独立坐标系。RTK测量应进行坐标转换。当要求高程精度较高时，转换参数必须考虑高程要素。如果无法满足高程精度要求，可对RTK数据后处理，按高程拟合、大地水准面精化等方法求解高程值。由于城市一般区域不大，管理部门可以求解一组或几组转换参数，交各应用部门使用。RTK测量宜采用协调世界时UTC。当采用北京标准时间时，应考虑时区差加以换算。2.4　RTK测量技术设计    基于当前GPS技术的发展水平，本规程给出的RTK测量精度(RMS)为：    平面：10mm+2ppm；高程：20mm+2ppm。    可用于的测量工作为四等以下控制测量、地籍测量、放样测量、地形测量、线路测量等，现阶段RTK的测量技术要求按表1执行。 2.5 参考站的设置要求　    由于参考站接收机的卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的工作，因此，参考站的点位应尽量设置于城市相对制高点上，远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外，远离高压输电线路、通讯线路50米外。2.6 流动站的设置要求    在RTK作业前，应首先检查流动站记录器内存或PC卡容量能否满足工作需要，检查是否备足电源。 由于流动站一般采用2m流动杆作业，当高度不同时，应修正此值。    对于流动站的内置软件，至少应有下列功能：三差模型求定近似坐标、 双频动态解求整周模糊度、实时解算WGS-84坐标、根据给定的坐标转换参数给出任务要求的坐标系内坐标、坐标精度的评定、测量结果的实时显示和绘图、失锁后重新初始化、数据I/O端口。   流动站用作GIS采集器，要能实时输入点位属性、文件和定位有关信息，并实时存储时间信息。2.7　RTK数据采集    本节给出了RTK测量的一般作业要求，并对几种RTK测量工作进行了特别说明。2.7.1 RTK作业基本要求    RTK作业对GPS卫星状况有下列基本要求，见表2。    RTK作业应尽量安排在天气良好的状况下进行，要避免雷雨天气。夜间作业精度一般优于白天。    RTK作业前要进行严格的卫星预报，预报表有效期以7天为宜，当超过7天时，应重新进行预报。2.7.2 RTK工作期间的基本要求    RTK测量必须在初始化完成后进行。初始化有静态、OTF两种方式。其时间长短与参考站的距离有关。RTK观测中流动站10米内禁止使用对讲机、手机等电磁设备。RTK作业期间，参考站不允许下列操作：关机又重新启动、自测试、 改变仪器高度值与测站名、改变天线位置、关闭文件或删除文件等。参考站可记录静态观测数据，当RTK无法继续时，流动站可转化为快速静态或后处理动态作业模式观测。    流动站作业时，天线姿态要尽量保持垂直。进行控制测量时，要求采用三脚架设置天线。2.7.3几种常用的城市RTK测量工作(1) 控制测量    RTK接收机进行控制测量时，应采用“静态”RTK方法进行。即GPS天线应在控制点上相对固定，严格对中标志，对中杆严格整平，并保证测回数与采集时间。(2)放样与施工测量    RTK放样与施工测量，能进行基础地基位置放样测量，桩位测量，红线测量，填挖方计算等。(3) 地籍要素测量    进行地块边界测量，界址点标志设置，在GPS无法到达的房角点可以通过偏心功能间接测定所需坐标值。地籍测量时，界址点的点位属性可以进行GPS手簿中的点位属性功能输入，用户可以先建立属性代码库，也可以现场随机输入采集点的代码。(4)城市地形测量    RTK配合有关绘图软件进行地形测量时，应注意街道外廓线、立交桥桩等隐蔽部位的测量方法，能和偏心测量的采用偏心测量方法进行。否测采用全站仪采集有关坐标值。各单位出入口及建筑物的重点部位、道路交叉中心等需要测注高程点，应认真采集点位高程数据。对流动杆的高度值必须准确输入手薄。    有的GPS手薄具有电子平板功能，采集数据时应进行实时编辑，显示相关信息，以观察测绘结果是否完整、点位有无遗漏、错误等。    RTK地形测绘可以为空间数据库应用管理系统、地形图图库应用管理系统、城市测绘工程项目管理系统、测绘数字化生产管理系统、数据更新维护系统服务等GIS库提供数据源。2.7.4 RTK测量误差源    RTK测量误差主要有GPS系统误差、RTK设备、测量环境、用户专业水平、测量方法等5个因素。在观测过程中要注意采取一定的措施克服有关误差。    由于RTK测量有时会出现点位坐标漂移误差，当按设计要求进行RTK作业时，在距离和测回数都按设计掌握时，仍有部分测点超限时，只有通过减小测距和增加测回数加以解决。2.8　RTK仪器设备的技术要求    RTK仪器设备应面向用户，操作方便、性能稳定可靠、故障率低、可靠性高(优于 99.99%)。    (1)RTK基本配置是RTK GPS接收机，单、双频天线和天线电缆，基准站数据链电台套件，基准站控制件(微处理器、显示和参数设置等)， 脚架、基座和连接器，仪器运输箱等；流动站的基本配置是：RTK GPS接收机，双频GPS天线和天线电缆， 流动站数据链电台套件，手持计算机控制器或数据采集器(含各种实用软件)，手簿托架， 2米流动杆，流动站背包，仪器运输箱等；数据链的基本配置由调制解调器和电台组成。    (2) RTK接收机的测量距离    作用距离标称：15Km， 一般应达6-10Km 。    (3) RTK设备主要性能要求    标准12V电源(推荐)，功耗低，体积小，重量轻，工作温度范围大，防水、防尘、防晒、防震，冷启动<60秒、热启动<10秒、再捕获小于1秒，存储器容量大(最好是内存与PC卡都有)、定位数据更新速率1次/秒，数据输出至少有RTCM-SC104 、NMEA 0183两种格式，参考站或流动站可以互换(建议)、24通道C/A码、P码及L1/L2载波相位。    RTK随机软件应有的主要功能模块是系统设置、作业计划、项目管理、数据输入、数据处理、坐标转换、地图投影、地球模型、处理报告、网的设计与最小二乘平差、代码和属性编辑、调阅与编辑、GIS和CAD功能等。2.9 数据后处理    包括数据下载、 数据检查分析、重测与补测、 编辑与输出。后处理的产品或是坐标数据，或GIS数据。2.10成果检验    应加强对RTK成果的检验。对RTK成果的外业检查可以采用下列方法进行：与已知点成果的比对检验、对同一点的测量检验、已知基线长度测量检验、不同参考站对同一测点的检验。对测绘的地形图采用常规作业方法检查。    RTK作业后，应认真总结作业方法，统计测量精度，做好测量报告的编写工作,以便逐步完善RTK作业方法。3 结束语    本文对城市GPS　RTK测量技术规程进行了探讨，相关规程在我们日常GPS作业中已经采用，效果良好。由于RTK技术是基于局域网的GPS定位技术，随着有关无线通讯技术、计算机技术的发展，RTK正向VRS方向发展。如香港特区及深圳市已建设VRS GPS连续运行服务站网，对于在网络服务区内应用RTK技术测量已更为方便。因此， 在应用本规程时，应紧跟GPS技术发展状况，灵活运用，以发挥GPS的巨大技术潜力，并过一定时期，对有关条文进行必要的修订。　参考文献[1] 张建勇，《镇江市地籍GPS控制网的检测及导线加密精度》[J]，测绘信息与工程，2003，28(2)，(18～20)。[2] 国家测绘局，《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2001)[S]，测绘出版社，2001年。