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提高RTK测量精度的方法探讨
摘要;RTK是一种基于载波相位观测值的实时动态定位技术,这些年来发展的比较快,应用的也非常广泛,比如说各种控制测量、地形测图、工程选线及工程放样等。它之所以被广泛应用与常规仪器比较,最大的优势是大大的提高了作业效率,怎样提高RTK作业精度,是我们重点研究的课题。
关键词:RTK技术;测量;精度
中图分类号:O4-34 文献标识码:A 文章编号:
引言
RTK(RealTimeKinematic)技术是在GPS技术基础上发展而来的载波相位差分测量技术,它在测量过程中可以实时提供厘米级精度的三维坐标。在测量过程中不受通视条件限制,速度快,精度高,各测量结果之间误差不累积。这些优点使RTK技术迅速应用于地形图测绘、公路测量、铁路测量、水上测量、国土资源调查等诸多领域。
一、GPS-RTK测量的基本原理
1、在RTK作业模式下,基准站通过无线电数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅接收来自基准站的载波相位信息,还接收来自GPS卫星的载波相位信息,由机内处理软件进行实时差分处理,求解测站点与基准站间的基线向量,并组成相位差分观测值进行实时定位,如图1所示。

图1. RTK测量示意图
RTK根据GPS相对定位的概念将一台接收机放在已知点上(称为基地站),另一台或几台接收机放在未知点上(称为移动站),同步采集相同卫星的信号,基准站测量同静态GPS是相同的原理,GPS系统是采用空间测距的原理来进行定位的。即通过空间三球交于一点(3R定位法)来确定未知点在空间的位置。
2、影响GPS-RTK测量精度的因素按误差源不同,可以分为两大类:一是与外业测量有关的测量误差,二是与数据处理有关的误差。
二、RTK误差来源
1、卫星及传播路径的影响
(1)星数:RTK至少需要4个星即能求出移动站的坐标,星数过少,精度可靠性降低。
(2)卫星分布:卫星分布的优劣常用位置精度因子PDOP值来衡量。PDOP值越小精度越高。
(3)大气层影响:接收机在接收到卫星信号之前,信号要穿过电离层和对流层,当基准站与移动站之间距离较短时,对流层和电离层对信号的影响大致相等,其误差影响可用差分处理方法减小。当点间距离大于10km时,必须考虑这一影响。
2、RTK接收机的影响
(1)数据链:目前大多数RTK都采用无线电或GSM卡数据链,弱信号或受干扰的信号将使解算模糊度增加很多困难。
(2)天线类型:有两种天线误差在GPS接收机中存在:一是仪器设计时几何相位中心的偏差,二是接收信号时相位中心的变化偏差。在RTK测量中使用同一类型的接收机时,几何相位偏差可基本消除。但相位中心的变化偏差一般在几厘米之内。
3、环境影响
(1)多路径效应:观测时间足够长时,则可部分削弱。但RTK不能在一点上观测较长时间,故此影响可达几厘米。
(2)地形:为了使无线电信号具有最大的覆盖范围,基准站应设在制高点上,同时也能保证观测到足够多的卫星。
(3)障碍物:它能使无线电信号中断,导致移动站的模糊度丢失。
(4)电波干扰:电波干扰能够引起信号中断,甚至卫星失锁。
4、观测方案的影响
(1)RTK直接测量的坐标是属于WGS84坐标系,我们通常用的是国家坐标系统。因此坐标系的