基于北斗卫星导航系统的RTK 在城市测量中的优势

董 久 丰

（吉林市勘测设计院 吉林 吉林 132011）

摘要：文章主要介绍了基于北斗卫星导航系统的ＲＴＫ技术在城市测量工作中的技术特点及优势，同时指出基于我国北斗卫星导航系统的ＲＴＫ给严峻的城市测量工作带来了革命性的变革，为城市测量提供了高精度、高效率的保障，使城市规划和建设部门能够赢得决策的先机。

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关键词 ：北斗卫星导航ＲＴＫ；城市测量；gps导航系统

中图分类号：TN967.1，文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．05．006

0 引言

随着ＲＴＫ（实时动态定位）技术被测绘行业广泛采用，和各地积极地建设城市ＣＯＲＳ站（网），使得城市测量工作的效率得到了空前提高。现在的ＧＮＳＳ接收机及城市ＧＮＳＳ ＣＯＲＳ站（网）仍多以双星（美国、俄罗斯卫星导航系统）技术为主。

城市测量工作有其自身的工作特点。就外业工作环境来说：城市中楼房林立，小区和街道绿化、管线遍布其中，在使用ＲＴＫ时，ＧＮＳＳ接收机总是由于卫星信号接收不稳定而无法得到固定解，产生了很多ＲＴＫ测量死角，作业效率锐减；就城市测量任务的紧迫性而言：城市测量是城市规划和建设部门科学决策的依据，往往涉及到当下急需解决的各类民心工程，作业时间要求的都比较紧张，甚至有的决策者要求“立等可取”，如果ＲＴＫ效率得不到提高，依靠传统作业方法无法满足时间要求。

基于我国北斗卫星导航系统的ＲＴＫ（简称北斗ＲＴＫ）给严峻的城市测量工作带来了革命性的变革。北斗ＲＴＫ能够在恶劣的观测条件下，快速精准地完成实时动态定位，为城市测量提供了高精度、高效率的保障，使城市规划和建设部门能够赢得决策的先机。

1 北斗卫星导航系统

1．1 北斗卫星导航系统介绍

北斗卫星导航系统（ＢｅiＤｏｕ Ｎａｖiｇａｔiｏｎ Ｓａｔｅｌｌiｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＤＳ）是继美国ＧＰＳ、俄罗斯ＧＬＯＮＡＳＳ之后的又一运行稳定、应用成熟的卫星导航系统，是我国独立研制的全球卫星导航系统。

该系统由空间段、地面段和用户段所组成，其中空间段包含30颗非静止轨道卫星和5颗静止轨道卫星，地面段则有主控站、注入站、监测站等若干个地面站组成，用户段包括北斗用户终端以及其他兼容北斗系统的ＧＮＳＳ接受终端。

2012年10月25日我国长征三号丙火箭成功发射了第十六颗北斗导航卫星，标志着北斗系统已具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。预计2020年左右，我国将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

1．2 北斗卫星导航系统的优势

（1）自主知识产权，数据安全，成果统一。北斗卫星导航系统是我国独立研制的卫星导航定位系统，拥有自主知识产权。该系统采用高强度加密设计，安全可靠。同时提供北斗时和中国2000大地坐标的时空基准，打破了美俄的国在高精度导航领域的卫星网络和核心技术的长期垄断的局面，使我国精密导航不在受人“挟持”。

（2）加入ＩＧＳＯ卫星定位，充分保障我国区域连续观测时间及定位精度。美国、俄罗斯的导航系统采用的都是中高度圆轨道卫星（MＥＯ卫星）。该种卫星绕地球旋转，每天位于中国的国土上空的时间只有30％，为中国提供服务的时间实在太少。而北斗系统更多采用了倾斜地球轨道卫星（ＩＧＳＯ卫星）、地球静止轨道卫星（ＧＥＯ卫星）它们的活动范围相对固定。

中高度圆轨道卫星轨道倾角为0度，相对地面不动，但是它们有时会处于同一直线上，不能计算定点的位置。而倾斜地球轨道卫星轨道倾角为55度，轨迹呈8字形，有70％~80％的时间停留在我国上空。北斗系统加入了5颗这样的卫星，全天轨迹在本服务区内南北来回运动，克服了其高纬度区始终是低仰角的问题，同时充分利用了地球静止轨道卫星的优点。倾斜地球轨道卫星还可做整体移动，在区域内连续观测时间和定位精度得到加强，因此更适合我国使用。

2 基于北斗卫星导航系统的ＲＴＫ

北斗ＲＴＫ目前被广泛使用的主要有南方测绘Ｓ82Ｃ ＲＴＫ、Ｓ86Ｃ ＲＴＫ。南方测绘Ｓ82Ｃ ＲＴＫ是国内第一台兼容北斗和ＧＰＳ的ＲＴＫ，南方测绘Ｓ86Ｃ ＲＴＫ则是北斗ＲＴＫ中的佼佼者。

南方测绘Ｓ86Ｃ ＲＴＫ是用南方卫星导航仪器有限公司为测绘行业量身定做的基于北斗卫星导航系统的ＲＴＫ系统。它由三部分组成，即ＧＮＳＳ接收机、实时数据传输部分（俗称电台）和实时数据处理部分（ＧＮＳＳ控制器手簿及其随机实时数据处理软件）。其中实时数据传输部分现多被支持北斗卫星导航系统的城市ＧＮＳＳ ＣＯＲＳ站（网）所代替。

南方测绘Ｓ86Ｃ ＲＴＫ是基于北斗卫星导航系统的多星测量型ＲＴＫ，能够接收北斗卫星导航系统卫星， 高强度加密设计更加安全可靠和支持多星系统使信号强度更强， 已被广泛应用的测绘工作当中。

3 基于北斗卫星导航系统的ＲＴＫ在城市测量中的优势

由于北斗卫星导航系统卫星星座的布局在我国上空合理优化，可接收卫星多，卫星高度角大，因此能够长时间的以低ＰＤＯＰ值进行工作。Ｓ86Ｃ ＲＴＫ 测量系统能在复杂的城市测量环境中接收比ＧＰＳ信号更优质的北斗卫星信号，能迅速结算出固定解，这正是其他定位系统无法比拟的优势。同时该ＲＴＫ测量系统兼容其他ＧＮＳＳ定位系统，支持多星信号接收，可自主选择定位系统，用户可选择最好的卫星资源进行定位求解，有效提高测量的精度和效率。

在城市测量中，使用北斗ＲＴＫ，可以成功的消除过去的ＲＴＫ测量死角，如雨搭下台阶、高层建筑之间的管线设施、绿化带树木下的管线井等。做到全天候、多环境、高精度、高密度的进行控制点、地形地物点的采集，建筑、道路的定位以及管线测量。由于ＲＴＫ效率的提高，使得满足城市规划和建设部门的时间要求不再是难事。

4 结语

基于北斗卫星导航系统的ＲＴＫ全面提升了测量效率，打破测量环境对ＲＴＫ测量的束缚，尤其在城市测量中，更是引领了卫星定位技术一次革新。它为城市测量提供了十分有力的条件，使用ＲＴＫ进行城市测量时能够缩短作业时间、提高成果精度。为城市的发展及建设提供了有力的测绘保障，其在城市测量中的诸多优势必将不断得以发挥，并将开拓卫星定位领域的新局面。

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参考文献

1 孙宪兵，郑卫锋孙，奉劼．北斗卫星导航系统与ＧＰＳ导航系统的性能比较［J］．城市建设理论研究，2012（1）

（责任编辑 梁 工）