第四节 GNSS-RTK及其使用

一、GNSS-RTK概述

（一）大地测量的发展概况

大地测量的发展可以追溯到两千多年以前，从人们确认地球是个圆球并实测它的大小开始，大体可分为古代大地测量、经典（或传统）大地测量和现代大地测量三个阶段。

1.古代大地测量

远在公元前四千多年的古埃及，在尼罗河泛滥后，农田边界的整理过程中，就产生了较早的测量技术。古埃及人通过天文观测，确定一年为365天，这是古埃及在古王国时期（公元前3000年）通用的历法，他们通过观测北极星，来确定方向。公元前340年，希腊的科学家亚里士多德就用天文测量方法测定地球的形状和大小，在他的《论天》一书中明确提出地球的形状是圆的，并且他通过对在不同纬度上观测北极星，北极星呈现出位置上的差别，推算出地球大圆的周长为4×【斯特迪亚】，【斯特迪亚】是古埃及及希腊通用的长度单位，现在不清楚一个【斯特迪亚】的长度究竟是多少。

中国是一个文明古国，测绘技术也发展得相当早，相传公元前两千多年夏代的《九鼎》就是原始地图。公元前五世纪至前三世纪，我国就已利用磁石制成最早的指南工具“司南”，中国的最古的天文算法著作《周髀算经》发表于公元前一世纪，书中阐述了利用直角三角形的性质，测量和计算高度、距离等方法。公元400年左右，中国发明了计里鼓车，这是用齿轮等机械原理做的测量和确定方位的工具，每走一里，车上木偶击鼓一下，走十里打镯一次，车上的指南针则记录着车子行走的方向。公元720年前后，唐代僧人一行（张遂）等人，根据修改旧历的需要，组织领导了我国古代第一次天文大地测量，这次测量北达现今蒙古的乌兰巴托，南达今湖南省的常德，他们在这些地方，分别测量了冬至、夏至的日影长及北极高度，同时还把测量成果绘制成图，他们实测中得出了子午线的长度，这是世界上第一次测量子午线长度。这次测量除了为修改历法提供了可靠数据之外，更重要的是为了求出同一时刻日影差一寸和北极高差一度在地球上的相差距离（大约200里）。宋代沈括在他的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角现象，这在世界上是最早的发现。沈括在地形测量、工程测量方面有较大贡献，他主持绘制了《天下州县图》，使用水平尺、罗盘等进行地形测量，制作地形立体模型。元朝大科学家郭守敬用自制的仪器观测天文，发现黄道平面与赤道平面的交角为23°33′05″，而且每年都在变化，如果按现在的理论推算，当时这个角度是23°31′58″，可见郭守敬当时的观测精度是相当高的，郭守敬还发明了一些精确的内角和检验公式和球面三角计算公式，给大地测量提供了可靠的数学基础。当时为兴修水利，他还带领队伍在黄河下游进行了大规模的工程测量和地形测量。明代郑和航海图是我国古代测绘技术的又一杰作，该图以南京为起点，最远达非洲东岸的图作蒙巴萨。全图包括亚、非两洲，地名500多个，其中我国地名占200多个，其余皆为亚洲诸国地名。所有图幅都采用“写景”画法表示海岛，形象生动，直观易读，在许多关键的地方还标注“牵星”数据，有的还注有一地到另一地的“更”数，以“更”来计量航海距离等。可以说，郑和航海图是我国古代地图史上真正的航海图。

2.经典大地测量

经典大地测量阶段可以从18世纪中期牛顿、克莱劳确立地球为扁球的理论并从几何和物理两方面来测定地球的大小时算起，到20世纪中期莫洛琴斯基发展斯托克司理论，形成现代地球形状理论基础为止，差不多整整200年（1750—1950年）时间。经典大地测量阶段的主要任务是为大规模测绘地图服务。为了提高点位测量的精度和速度，许多科学家在测量仪器、测量方法、椭球计算和数据处理方面做了大量研究工作，并取得了丰硕的成果。例如：17世纪初斯约尔创造发明的三角测量法，德国数学家、天文学家、物理学家高斯（Carl Friedrich Gauss,1777—1855年）于1794年提出了最小二乘法理论以及重力测量等，这些成果至今仍被广泛应用。其中，重力测量应用最为广泛。

重力测量就是根据不同的目的和要求使用重力仪测定地面点重力加速度的技术和方法。可分为相对重力测量和绝对重力测量，或按用途分为大地重力测量和物理重力测量。这个时期由于全球各大陆广泛布设了天文大地三角网，并发展了重力测量，算出了许多著名的双轴参考椭球几何参数，如后来被推荐为1924年国际椭球的海福特（Hayford）椭球。还有许多正常重力公式，如卡西尼（Kassini）计算的公式被推荐为1930年国际正常重力公式。此外，大地测量技术的应用效果也很显著，如法国为了统一长度标准建立国际“米”制，而应用了子午弧长测量的结果等。

3.现代大地测量

现代大地测量阶段从20世纪中期开始，是在电子技术和空间技术迅猛发展的推动下形成的。电磁波测距、全站仪、电子水准仪、计算机改变了经典测量中的低精度、低效率状况。测量成果精度提高到10-6量级以上，并缩短了作业周期，而且使过去无法实现的严密理论计算得以实行；特别是以人造地球卫星为代表的空间科学技术的发展，使测量方式产生了革命性的改变，彻底打破了经典大地测量在点位、精度、时间、应用方面的局限性，不必再受地面条件的种种限制；使建立全球地心大地测量坐标系有了可能；使研究重力场特别是外部重力场几何图形能够迅速实现；空间技术的发展使大地测量的功能更为扩大，大地测量的精度和效率已能配合其他学科用于空间、海洋，以及测定地球的各种动力学变化。人造地球卫星技术快速发展，使其在空间科学、气象、遥感、通信、导航、地球科学、地球动力学、天文学、大地测量、资源勘查、灾情预报、环境监测以及军事科学诸领域中得到了广泛的应用。

现代大地测量以GPS系统为主要标志，GPS全球卫星定位导航系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管理、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等各种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。随着全球定位系统的不断改进，硬件、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各部门并开始逐步深入人们的日常生活。概括地说：经典大地测量是以刚体地球为研究对象，是静态的、局部的、相对的测量；而现代大地测量则是以可变地球为对象，是动态的、全球的、绝对的测量。

相对于经典的测量技术来说，这一新技术的主要特点如下：

（1）观测站之间无需通视。既要保持良好的通视条件，又要保障测量控制网的良好结构，这一直是经典测量技术在实践方面的困难问题之一。GNSS测量不要求观测站之间相互通视，因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间（一般造标费用约占总经费的30%～50%），同时也使点位的选择变得甚为灵活。

不过也应指出，GNSS测量虽不要求观测站之间相互通视，但必须保持观测站的上空开阔（净空），以使接收GNSS卫星的信号不受干扰。

（2）定位精度高。现已完成的大量实验表明，目前在小于50km的基线上，其相对定位精度可达到（1～2）×10-6，而在100～500km的基线上可达到10-6～10-7。随着光测技术与数据处理方法的改善，可望在1000km的距离上，相对定位精度达到或优于10-8。

（3）观测时间短。目前，利用经典的静态定位方法完成一条基线的相对定位所需要的观测时间，根据要求的精度不同，一般为1～3h。为了进一步缩短观测时间，提高作业速度，近年来发展的短基线（例如不超过20km）快速相对定位法，其观测时间仅需数分钟。

（4）提供三维坐标。GNSS测量在精确测定观测站平面位置的同时，可以精确测定观测站的大地高程。GNSS测量的这一特点，不仅为研究大地水准面的形状和确定地面点的高程开辟了新途径，同时也为其在航空物探、航空摄影测量及精密导航中的应用，提供了重要的高程数据。

（5）操作简便。GNSS测量的自动化程度很高，在观测中的测量员的主要任务只是安装并开关仪器、量取仪器高、监控仪器的工作状态和采集环境的气象数据，而其他观测工作，如卫星的捕获、跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。另外，GNSS用户接收机一般重量较轻、体积较小,携带和搬运都很方便。

（6）全天候作业。GNSS观测工作，可以在任何地点、任何时间连续地进行，一般也不受天气状况的影响。

所以，GNSS定位技术的发展，对于经典的测量技术是一次重大的突破。一方面，它使经典的测量理论与方法产生了深刻的变革；另一方面，也进一步加强了测量学与其他学科之间的相互渗透，从而促进测绘科学技术的现代化发展。

（二）GNSS定位系统简介

GNSS是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）的缩写，它是所有在轨工作的全球导航卫星定位系统的总称。

目前，GNSS包含了美国的全球定位系统（Global Positioning System,GPS）、俄罗斯的格洛纳斯导航卫星系统（Global Orbiting Navigation Satellite System,GLONASS）、欧盟的伽利略导航卫星系统（Galileo Satellite Navigation System，Galileo）、中国的北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BeiDou），全部建成后其可用卫星数目达到100颗以上。

GNSS的整个系统由空间部分、地面控制部分、用户设备部分三大部分组成。下面以美国GPS定位系统为例介绍其组成和功能。

1.空间部分

GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为11h58min（12恒星时）。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号，GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。

2.地面控制部分

GPS的地面控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又分为主控站、监控站和注入站。主控站有一个，位于美国克罗拉多（Colorado）的空军基地，它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据，计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等，并将这些数据通过注入站注入到卫星中去；同时，它还对卫星进行控制，向卫星发布指令，当工作卫星出现故障时，调度备用卫星，替代失效的工作卫星；另外，主控站也具有监控站的功能。监控站有五个，除了主控站外，其他四个分别位于夏威夷（Hawaii）、大西洋的阿森松群岛（Ascencion）、印度洋的迪戈伽西亚（Diego Garcia）、太平洋的卡瓦加兰（Kwajalein），监控站的作用是接收卫星信号，监测卫星的工作状态。注入站有三个，它们分别位于阿松森群岛（Ascencion）、迭哥伽西亚（Diego Garcia）、卡瓦加兰（Kwajalein），注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入卫星中去。

3.用户设备部分

GPS的用户设备部分由GPS信号接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS系统。

静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机所位于的运动物体叫做载体(如航行中的船舰、空中的飞机、行走的车辆等)。载体上的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地测得运动载体的状态参数(瞬间三维位置和三维速度)。

接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说，两个单元一般分成两个独立的部件，观测时将天线单元安置在测站上，接收单元置于测站附近的适当地方，用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其安置在测站点上。

GPS接收机一般用蓄电池作电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止丢失数据。

近几年，国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时，其双频接收机精度可达5mm+1ppm·D，单频接收机在一定距离内精度可达10mm+2ppm·D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。

目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS和GLONASS北斗兼容并预留伽利略信号通道的进口和国产GNSS接收机已被广泛应用，代表机型有华测、南方、中海达、科利达等。

（三）GNSS-RTK测量技术简介

RTK是Real Time Kinematic的缩写，即实时动态测量，它属于GNSS动态测量的范畴。RTK是一种差分GNSS测量技术，即实时载波相位差分技术，就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它通过载波相位原理进行测量，通过差分技术消除减弱基准站和移动站间的共有误差，有效提高了GNSS测量结果的精度，同时将测量结果实时显示给用户，极大提高了测量工作的效率。RTK技术是GNSS测量技术发展中的一个新突破，它突破了静态、快速静态、准动态和动态相对定位模式事后处理观测数据的方式，通过与数据传输系统相结合，实时显示移动站定位结果，自20世纪90年代初问世以来，备受测绘工作者的推崇，在数字地形测量、工程施工放样、地籍测量以及变形测量等领域得到推广应用。

RTK定位的基本原理是：在基准站上安置一台GNSS接收机，另一台或几台接收机置于载体（称为移动站）上，基准站和移动站同时接收同一组GNSS卫星发射的信号。基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GNSS差分改正值，将这个改正值及时通过无线电数据链电台传递给移动站接收机；移动站接收机通过无线电接收基准站发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和移动站坐标差ΔX、ΔY、ΔZ；此坐标差加上基准站坐标得到移动站每个点的GNSS坐标基准下的坐标；通过坐标转换参数转换得出移动站每个点的平面坐标x、y和高程H及相应的精度。

根据差分信号传播方式的不同，RTK分为电台模式和网络模式两种。网络RTK技术就是利用地面布设的一个或多个基准站组成GNSS连续运行参考站（CORS），综合利用各个基站的观测信息，通过建立精确的误差修正模型，通过实时发送RTCM差分改正数修正用户的观测值精度，在更大范围内实现移动用户的高精度导航定位服务。网络RTK技术集Internet技术、无线通信技术、计算机网络管理技术和GNSS定位技术于一体，其理论研究与系统开发均是GNSS技术在科研和应用领域最热门的前沿。

二、GNSS-RTK及其构造

目前国内外RTK测量仪器较多，国外RTK系统如美国天宝、瑞士徕卡、法国阿斯泰克等，国内RTK系统如南方、中海达、华测等。下面以南方银河1测量仪器为例进行介绍。

（一）“银河1”测量仪器组成

银河1 RTK测量仪器是南方公司2015年推出的新一代RTK小型化产品——全功能MINI款 RTK（简称“银河1”），其极致小巧的紧凑型设计，引领小型化时代新潮流。采用多星座多频段接收技术，全面支持所有现行的和规划中的GNSS卫星信号，特别支持北斗三频B1、B2、B3，支持单北斗系统定位。全面支持主流的电台通信协议，实现与进口产品的互连互通。全新的网络程序架构，支持多种网络制式，无缝兼容CORS系统。

银河1测量系统主要由主机、手簿、电台、配件四大部分组成，组装及架设如图2-38所示。

（二）“银河1”测量仪器系统

常规RTK测量系统构成较为简单，作业时可以采用一台基准站加一台移动站的形式，也可以采用一台基准站加多台移动站的形式。常规RTK测量系统包括基准站、移动站和数据链三部分。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移动站。移动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GNSS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理。移动站可处于静止状态，也可处于运动状态。

1.基准站

基准站（Base Station）又称参考站（Reference Station）。在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定安置在一个或几个测站上，一直保持跟踪观测卫星，其余接收机在这些固定测站的一定范围内流动作业，这些固定测站称为基准站，也称基准站。基准站包括以下几个部分：

（1）基准站GNSS接收机。如图2-39所示，主机呈圆柱状，高112mm，直径129mm，体积1.02L。密封橡胶圈到底面高78mm。主机前侧为按键和指示灯面板。仪器底部有电台和网络接口以及一串条形码编号，这串条形码编号是主机机身号。主机背面有电池仓和SIM卡卡槽。

“银河1”主机底部五针接口，主机用于与外部数据链连接，外部电源连接；七针接口用来连接电脑传输数据；天线接口用来安装GPRS（GSM/CDMA/3G可选配）网络天线或UHF电台天线。电池安放在仪器背面，安装或取出电池的时候翻转仪器，找到电池仓，电池仓卡扣按紧向仪器底部下压即可将电池仓打开，就可以将电池安装或取出。

（2）基准站数据链电台及电台天线。用于将基准站观测的伪距和载波相位观测值发射出去。因为基准站的电台天线是用来发射信号的，其电台天线一般要比移动站的电台天线长一些。如图2-40所示，电台背面左边为接收机接口，5针插孔，用于连接GNSS接收机及供电电源，右边为天线接口、卡口，用来连接电台发射天线，如图2-41所示。

（3）电源系统。GNSS接收机和电台可使用同一电源，或采用双电源电池供电。由于基准站电台的发射功率大，耗电量也很大，可使用外接电源。当采用电瓶供电时，建议使用车载电瓶作为电源，用电源线连接电瓶时注意正负极，若正负极接反可能会烧坏电台。蓄电池在使用半年至一年后，系统的作用距离会变短，建议更换蓄电池，来保证电台的作用距离。

2.移动站

移动站（Roving Station）是指在基准站周围的一定范围内流动作业，实时提供所经各测站三维坐标的接收机。移动站包括以下几个部分：

（1）移动站GNSS接收机。能够观测伪距和载波相位观测值；通过串口接收基准站的坐标、伪距、载波相位观测值；能够差分处理基准站和移动站的载波相位观测值，如图2-42所示。

（2）移动站电台及接收天线。能够接收基准站观测的伪距和载波相位观测值、基准站坐标，如图2-43所示。

（3）电子手簿（手持计算机控制或数据采集器）。建立文件，建立坐标系统，输入坐标，设计工程参数，设置或调整接收机、电台的有关参数，设置测量模式的有关参数，察看卫星信息、接收机文件、内存、电量等，如图2-44所示。

3.数据链

RTK系统中基准站和移动站的GNSS接收机通过数据链进行通信联系。因此基准站与移动站系统都包括数据链。

GNSS-RTK作业能否顺利进行，关键因素是无线电数据链的稳定性和作用距离是否满足要求。它与无线电数据链电台本身的性能、发射天线类型、基准站的选址、设备架设情况以及无线电电磁环境等有关。

三、GNSS-RTK的使用

（一）GNSS-RTK系统安置

1.基准站架设

基准站一定要架设在视野比较开阔，周围环境比较空旷、地势比较高的地方；避免架在高压输变电设备附近、无线电通信设备收发天线旁边、树下以及水边，这些都会对GPS信号的接收以及无线电信号的发射产生不同程度的影响。基准站接收机天线可安在已知坐标值点上，也可安置在未知点上，视情况而定，两种情况下都必须有一个实地标志点。基准站上仪器架设在已知点上要严格对中、整平。严格量取基准站接收机天线高，量取两次以上，符合限差要求后，记录均值。其安置步骤如下：

（1）将接收机设置为基准站外置模式。

（2）架好三脚架，放电台天线的三脚架最好放到高一些的位置，两个三脚架之间保持至少3m的距离。

（3）固定好机座和基准站接收机（如果架在已知点上，要做严格的对中、整平），打开基准站接收机。

（4）安装好电台发射天线，把电台挂在三脚架上，将蓄电池放在电台的下方。

（5）用多用途电缆线连接好电台、主机和蓄电池。多用途电缆是一条“Y”形的连接线，具有供电、数据传输的作用，用来连接基准站主机（五针红色插口）、发射电台（黑色插口）和外挂蓄电池（红黑色夹子）。在使用“Y”形多用途电缆连接主机的时候注意查看五针红色插口上标有红色小点，在插入主机的时候，将红色小点对准主机接口处的红色标记即可轻松插入。连接电台一端的时候按同样方法操作。安置好的基准站如图2-38所示。

2.移动站安置

基准站安置好后，即可开始移动站的架设。步骤如下：

（1）将接收机设置为移动站电台模式。

（2）打开移动站主机，将其固定在碳纤对中杆上面，拧上UHF差分天线（图2-45）。该杆可精确地在测点上对中、整平。

（3）安装好手簿托架和手簿。

（4）量测和记录GNSS接收机天线高，天线高也可固定，一般为2m。

当基准站和移动站接收机按照上面的步骤安装完毕后，对连接部分进行检查，看是否连接可靠，确保完整无误。安置好的移动站如图2-38所示。

（二）RTK系统启动

1.基准站启动

打开基准站接收机，主机上有一个操作按钮（电源键），轻按电源键打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星。第一次启动基准站时，需要对启动参数进行设置，设置步骤如下：

（1）使用手簿上的工程之星连接基准站，如图2-46所示。

（2）操作：配置→仪器设置→基准站设置（主机必须是基准站模式）。

（3）对基站参数进行设置。一般的基站参数设置只需设置差分格式就可以，其他使用默认参数。设置完成后点击右边的，基站就设置完成了。

（4）保存好设置参数后，点击“启动基站”（一般来说基站都是任意架设的，发射坐标是不需要自己输的），至出现“基站启动成功”即可。第一次启动基站成功后，以后作业时如果不改变配置，直接打开基准站主机即可自动启动。

（5）设置电台通道。在外挂电台的面板上对电台通道进行设置。设置电台通道，共有8个频道可供选择。设置电台功率，作业距离不够远、干扰低时，选择低功率发射即可。电台成功发射了，其TX指示灯会按发射间隔闪烁。

南方RTK基准站都具备自动发射和手动发射两种启动方式，通常使用基准站自动发射方式，这样可以灵活地安排基准站和移动站之间的工作，比如在施工时基准站和移动站分开同时进行，这种方式可以大大缩短架设基准站的时间，特别是在基准站和移动站距离远、交通不便的情况下使用更为方便。

2.移动站启动

移动站架设好后需要对移动站进行设置才能达到固定解状态，步骤如下：

（1）轻按电源键打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定的条件后，主机上的指示灯开始闪烁（必须在基准站正常发射差分信号的前提下），表明已经收到基准站差分信号。

（2）连接手簿及工程之星。

（3）移动站设置。配置→仪器设置→移动站设置（主机必须是移动站模式）。

（4）对移动站参数进行设置，一般只需要进行差分数据格式的设置，选择与基准站一致的差分数据格式即可，确定后回到主界面。

（5）通道设置。配置→仪器设置→电台通道设置，将电台通道切换为与基准站电台一致的通道号，如图2-47所示。

设置完毕，移动站达到固定解后，即可在手簿上看到高精度的坐标。

四、RTK测量应用范围

1.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，且在测量外业时并不知道测量结果的精度如何。采用常规的GNSS静态测量、快速静态、准动态方法，在外业测量时不能实时确定定位精度，如果测量完成后，内业处理时发现精度不合要求，还必须返测；而采用RTK来进行控制测量，能够实时获得定位精度，如果点位精度要求满足，用户即可停止观测，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。如果将RTK用于公路控制测量、线路控制测量、水利工程控制测量、地籍控制测量等方面，则不仅可以大大减少人力强度，节省费用，而且可以大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。

采用RTK进行控制点平面坐标测量时，移动站采集卫星观测数据，并通过数据链接收来自基准站的数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，通过坐标转换方法将观测得到的地心坐标转换为指定坐标系中的平面坐标。在获取测区坐标系统转换参数时，可以直接利用已知的参数。在没有已知转换参数时，可以自己求解。地心坐标系（2000国家大地坐标系）与参心坐标系（如1954北京坐标系、1980西安坐标系或地方独立坐标系）转换参数的求解，应采用不少于3 点的高等级起算点两套坐标系成果，所选起算点应分布均匀，且能控制整个测区。转换时应根据测区范围及具体情况，对起算点进行可靠性检验，采用合理的数学模型，进行多种点组合方式分别计算和优选。

2.地形图测绘

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，甚至发展到最近的外业电子平板测图，等等。但上述作业方法都要求在测站上测四周的地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2～3人操作，在拼图时一旦精度不合要求还需到外业返工，较为麻烦。采用RTK作业时，仅需一人拿着接收机在要测的地貌碎部点待上1～2s，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。这样采用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，如普通测图，铁路线路带状地形图的测绘，公路管线地形图的测绘；配合测深仪可以用于测水库地形图、航海海洋图等。

3.施工放样

放样是测量中常用的应用分支，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、全站仪坐标放样等。这些放样方法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。采用RTK放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，拿着GNSS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GNSS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。