实时动态定位测量，即RTK（Real Time Kinematic）测量技术。常规的GPS测量方法，无论静态还是动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级以上的精度。而RTK是能够在野外实测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方法，它的出现为控制测量、工程放样、地形测图等测量定位带来极大便利，提高了外业作业效率。RTK技术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，并能达到厘米级精度。该技术保留了GPS测量的高精度，又具有实时性。

1）实时GPS测量原理

其基本思想是：在基准站上设置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续的观测，并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站观测成果的质量和解算结果的收敛情况，实时地判定解算结果是否成功，从而减少冗余观测量，缩短观测时间。

我们知道，静态测量是用两台或两台以上GPS接收机同步观测，对观测数据进行处理，可得到两测站间精密的WGS-84基线向量，再经过平差、坐标传递、坐标转换等工作，最终得到测点的坐标。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，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给在各流动测站上移动观测的GPS接收机，移动GPS接收机在接收GPS信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输的观测数据，再根据差分定位原理，实时计算出测站点三维坐标及精度，如果距离小于50km，且有5颗以上可见GPS卫星，精度可达1～2cm。因此RTK需要在两台GPS接收机之间增加一套无线数字通讯系统，将两个相对独立的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测站数据传输给流动站，流动站将基准站传来的载波观测信号与流动站本身测得的载波观测信号进行差分处理，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。现在RTK技术已经逐步应用于控制测量，如公路控制测量、输电线路控制测量、水利工程控制测量及大地测量中，它不仅可以实时提供定位精度，而且可以大大减少人力强度、节省费用、提高劳动效率。

图6-13　RTK测量作业流程

实时GPS系统由以下三部分组成：

（1）GPS信号接收系统

双频接收机和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需要较长的时间，并且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，实际作业中一般应用双频机。

（2）数据实时传输系统

数据实时传输系统是实现实时动态测量的关键设备，它由基准站的发射电台与流动站的接收电台组成，把基准站的信息及观测数据一并实时传输到流动站，并与流动站的观测数据进行实时处理。流动站可以随时调阅基准站的工作状态和设站信息。

（3）数据实时处理系统(www.daowen.com)

基准站将自身与观测数据通过数据链传输至流动站，流动站将从基准站接收到的信息与自身采集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，所以能成功地应用于实际作业中。

2）RTK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的理想方法。由于后处理定位和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，解得整周未知数并达到足够精度，往往需要1小时甚至更长时间。在实时GPS测量中，尽管初始化时间的长短受到跟踪观测的卫星数量、几何图形强度、多路径效应、电离层干扰等诸多因素影响，但也可在数分钟之内完成。如借助快速静态定位，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，仅有几秒钟已足够。这样，测量中即使遇到障碍物造成失锁，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校核，避免外业返工。

（5）在能够接收到GPS信号的任何地方，全天24小时均可进行实时GPS测量和放样。

（6）完成基准站设置后，整个系统只需一人持流动站接收机操作。也可设置几个流动站，利用同一基准站观测信息各自独立的开展工作。

（7）实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果（包括高程），彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS的作业效率。

（8）应用范围广，可以涵盖公路测量（包括平、纵、横）、施工放样、监理、竣工测量、养护测量、GIS前端数据采集等诸多方面。

（9）RTK可与全站仪联合作业（超站仪），充分发挥RTK与全站仪各自的优势。