实时

GPS 测量在公路工程中的应用

　　一、实时

GPS 测量原理

　 　 实 时

GPS 测 量 以 载 波 相 位 观 测 值 为 基 础 ， 不 同 于 早 先 的 实 时 差 分

GPS（RTD），RTD 是建立在 C/A 码伪距观测值的基础之上的一种实时定位技术，其精度
只能达到米级。

　　静态测量是用两台或两台以上

GPS 接收机同步观测，对观测值进行处理，可等到

两测站间精密的

WGS-84 基线向量，再经过平差、坐标传递、坐标转换等工作，最终等到测

点的坐标。显然静态测量不具备实时性。

RTK 定位技术则是实时动态测量，需要在两台 GPS

接收机之间增加一套无线数字通讯系统（亦称数据链），将两相对独立的

GPS 信号接收系

统联成有机的整体。基准站通过电台将观测信息和观测数据传输给流动站，流动站将基准站
传来的载波观测信号与流动站本身的载波信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时
输入相应的坐标转换和投影参数，实时得到测点坐标。因此，实时

GPS 测量的关键除数据

传输技术外，还需具有很强的数据处理能力。

　　实时

GPS 系统由以下 3 部分组成：

　　

1、GPS 信号接收系统。从理论上讲，双频接收机与单频接收机均可用于实时 GPS

测量。但是单频机进行整周未知数的初始化的需要很长的时间，此乃实时动态测量所不允许
的；加之单频机在实际作业时容易失锁，失锁后的重新初始化要占去许多时间。因此，实际
作业中一般应采用双频机。

　　

2、数据实时传输系统。 为把基准站的信息及观测数据一并时传输到流动站，并与

流动站的观测数据进行实时处理，必须配置高质量的无线通讯设备（无线信号调制解调
器）。由于数据信息量大，必须采用较高的传输速度，波特率通常要在

9600 以上。此项要求

目前不难达到。利用数据实时传输系统，流动站可以随时凋阅基准站的工作状态和高设站信
息。这对于保证成果质量和排除观测中出现的问题十分有利。

　　

3、数据实时处理系统。 基准站将自身信息与观测数据，通过数据链传输到流动站，

流动站将从基准站接收到的信息与自身采集到的观测数据组成差分观测值。在整周未知数解
算出以后，即可进行每历无的实时处理。只要保证锁定四颗以上的卫星，并具有足够的几何
图形强度，就能随时给出厘米级的点位精度。因此必须具备功能很强的数据处理系统。目前
该系统已发展成为多功能的完整系统。所以能成功地用于实际作业中。

　　二、实时

GPS 测量的特点

　　

1、实时 GPS 测量保留了所有经典 GPS 功能。如静态测量，快速静态测量等，观测

数据亦可采用后处理的方式。静态测量数据后处理的方式，是高精度控制测量中的理想方法。
由于后处理定位的实时定位可以同时进行，所以能做到彼此互补，发挥各自特长。

　　

2、经典的 GPS 测量因不具备实时性，而不能有用来放样，放样工作还得配备传统

的测量仪器，实时

GPS 测量弥补了这一缺陷。放样精度可达到厘米级。

　　

3、实现实时 GPS 测量的关键技术之一是快速解算载波的整周未知数。用经典的静

态相对定位法，解得整周示未知数并达到足够精度，往往需要

1 个小时甚至更长的时间。在

实时

GPS 测量中，尽管初始化时间和长短受到跟踪观测的卫星数，几何图形强度、多路径

效应、电离层干扰等诸多因素影响，但已可在数分钟之内完成。如借助快速动态定位，约需
3 分钟；如采用动态环境下的初始化，约需 1 分钟；如在已知点上进行初始化，仅有几秒
钟足够。这样，测量中即使遇到障碍物（如穿过桥下或通过隐蔽地带）造成失锁，也可在重
新捕获到卫星后数分钟内完成整周未知数初始化，继续进行测量。

　　

4、由于实时 GPS 测量成果是在野外观测时实时提供，因此能在现场及时进行检核，

避免外业工作返工，例如，整周求知数初始化情况和测点点位精度等信息均可在作业现场