金猛 賀筱晶

摘 要：RTK技術(shù)在GPS定位技術(shù)中實(shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)量是定位技術(shù)的一項(xiàng)質(zhì)的飛躍。常規(guī)的GPS測(cè)量方法有許多種，比如：靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量、快速靜態(tài)等，這些測(cè)量都需要在測(cè)量之后再進(jìn)行一定的計(jì)算，才能夠得到厘米級(jí)別的精度。而RTK技術(shù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分的測(cè)量方法，這種方法能夠在野外測(cè)量中將精度確定在厘米級(jí)別。該文就通過(guò)對(duì)RTK測(cè)量技術(shù)的原理進(jìn)行分析，找到影響RTK測(cè)量精度的因素，然后針對(duì)這些影響因素，提出了有效提高精度的措施。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分 測(cè)量技術(shù) GPS

中圖分類號(hào)：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（c）-0041-02

1 RTK測(cè)量的基本原理

RTK測(cè)量是以測(cè)量的基準(zhǔn)站作為測(cè)量的中心，然后以其他流動(dòng)的站點(diǎn)作為移動(dòng)的基準(zhǔn)站進(jìn)行相對(duì)定位的測(cè)量。GPS在定位的過(guò)程中采用的是WGS-84的坐標(biāo)系，但是在生產(chǎn)的過(guò)程中一般都是以地方上的坐標(biāo)系進(jìn)行設(shè)備的生產(chǎn)，這樣由于坐標(biāo)系的不同，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)就需要轉(zhuǎn)換測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)，才能夠在相應(yīng)的坐標(biāo)系中找到測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)。在測(cè)量的過(guò)程中，一般將基準(zhǔn)站的坐標(biāo)作為已知的數(shù)據(jù)，然后對(duì)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間采用同一個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量，然后將測(cè)量的數(shù)據(jù)以及觀測(cè)到的信息通過(guò)無(wú)線電波傳播，傳輸?shù)搅鲃?dòng)站中，流動(dòng)站在接收到數(shù)據(jù)之后，就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，最后顯示測(cè)量點(diǎn)在地方坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，這就是整個(gè)測(cè)量的工作原理，通過(guò)這種方法，RTK能夠測(cè)量出每一點(diǎn)的坐標(biāo)。

2 影響RTK測(cè)量精度的因素分析

2.1 轉(zhuǎn)換參數(shù)的影響

在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，RTK采用的是WGS-84的坐標(biāo)系，但是測(cè)量的設(shè)備在生產(chǎn)的過(guò)程中采用的卻是地方性坐標(biāo)系，因此，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，單數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精確度會(huì)影響最后的測(cè)量結(jié)果，而轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解主要是受到轉(zhuǎn)換控制點(diǎn)影響，也就是說(shuō)在同一個(gè)測(cè)量區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)換控制點(diǎn)的測(cè)量精度和控制點(diǎn)的分布都能夠影響到轉(zhuǎn)換參數(shù)值；在測(cè)量中RTK使用的WGS-84坐標(biāo)系中如果采用不同的方式獲取坐標(biāo)點(diǎn)，這樣在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中得到的轉(zhuǎn)換參數(shù)也不相同，從而影響RTK的測(cè)量精度。因此，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，采用的基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)系中坐標(biāo)點(diǎn)的獲取方式要與求解轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)WGS-84坐標(biāo)系中坐標(biāo)點(diǎn)的獲取方式相同，這樣就可以消除系統(tǒng)誤差對(duì)RTK測(cè)量精度的影響。

2.2 衛(wèi)星信號(hào)的影響

采用RTK測(cè)量需要在基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間最少能夠同時(shí)接到5顆相同衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)。因此，衛(wèi)星信號(hào)的數(shù)量和衛(wèi)星信號(hào)的分布也能夠影響RTK測(cè)量的精度。假如說(shuō)衛(wèi)星信號(hào)的數(shù)量也多，則RTK能夠接受到更好的衛(wèi)星信號(hào)，這樣根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)就可以進(jìn)一步精確RTK的測(cè)量精度，反之則會(huì)降低測(cè)量精度。假如說(shuō)衛(wèi)星信號(hào)分布較佳，這樣也利于精確RTK測(cè)量精度。

2.3 RTK基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?/p>

在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要將基準(zhǔn)站的坐標(biāo)信息和基準(zhǔn)站的測(cè)量信息通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸，傳輸?shù)搅鲃?dòng)站的接收機(jī)上。在RTK中主要采用的是無(wú)線電數(shù)據(jù)傳輸，眾所周知，信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中容易丟失數(shù)據(jù)或者是失真，因此，無(wú)線電信號(hào)傳輸也能夠影響RTK測(cè)量精度。無(wú)線電在傳輸?shù)倪^(guò)程中如果遇到高山、高樓或者是電磁波時(shí)，就會(huì)受到干擾，造成信號(hào)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或者是數(shù)據(jù)的丟失，這樣都會(huì)影響以后數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算。

2.4 流動(dòng)站工作方式的影響

流動(dòng)站有兩種工作方式：對(duì)中桿工作方式和三腳架工作方式。其中對(duì)中桿工作方式簡(jiǎn)單、易操作，具有實(shí)用性，缺點(diǎn)是天線不固定，這樣就會(huì)造成測(cè)量的精度誤差較大。三腳架工作方式在結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，但是具有良好的測(cè)量精度。在對(duì)測(cè)量精度要求高或者是進(jìn)行控制點(diǎn)測(cè)量時(shí)，一般都會(huì)采用三腳架的工作方式，這種方式能夠在復(fù)雜的條件測(cè)量出較為準(zhǔn)確的控制點(diǎn)位置。

2.5 其他因素的影響

除了上述影響因素外，RTK的測(cè)量精度還會(huì)受到其他因素的影響。比如：衛(wèi)星信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)受到電離層和對(duì)流層的影響，這樣也會(huì)在信號(hào)中出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)或者是數(shù)據(jù)丟失、錯(cuò)位。另外流動(dòng)站接收機(jī)和無(wú)線電發(fā)射器的電源也會(huì)影響RTK的測(cè)量精度。假如說(shuō)電量不足，就會(huì)降低數(shù)據(jù)接收與發(fā)射的范圍，這樣就會(huì)產(chǎn)生異常的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，失去測(cè)量的真實(shí)性。

3 提高RTK測(cè)量精度的措施

通過(guò)以上的分析，可以知道影響RTK測(cè)量精度的因素，下面就針對(duì)以上的影響因素提出了有效提高RTK測(cè)量精度的措施。

3.1 合理的求解轉(zhuǎn)換參數(shù)

在進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解時(shí)，盡量選取平分在整個(gè)觀測(cè)區(qū)的轉(zhuǎn)換控制點(diǎn)，且要求控制點(diǎn)分布較為均勻、等級(jí)高，這樣可以有效地提高測(cè)量的精度。假如說(shuō)在整個(gè)的觀測(cè)區(qū)中不能夠找到數(shù)量足夠且有效的控制點(diǎn)時(shí)，最好不要盲目地進(jìn)行測(cè)量，可以先設(shè)定轉(zhuǎn)換控制點(diǎn)，然后再設(shè)定基準(zhǔn)站點(diǎn)，等兩者都確定好后，再采用靜態(tài)的方式對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，求出WGS-84坐標(biāo)系和地方坐標(biāo)系中的坐標(biāo)點(diǎn)。

另外在求解完轉(zhuǎn)換參數(shù)之后，需要對(duì)該參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。在其他的控制點(diǎn)上采用RTK對(duì)該點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，然后比測(cè)量的精度，這樣通過(guò)對(duì)比選取精度較好的測(cè)量點(diǎn)，求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，而且再次進(jìn)行驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證與求解，最終確定最佳的轉(zhuǎn)換參數(shù)。

3.2 各站點(diǎn)位置及工作時(shí)段的選擇

首先，基準(zhǔn)站位置的選擇。為了保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性，基準(zhǔn)站周圍最好沒(méi)有遮蔽物和無(wú)線電波的干擾，因此，在基準(zhǔn)站一般選在高層的樓頂或者是地勢(shì)較高的地方，且沒(méi)有電臺(tái)等發(fā)射無(wú)線電波的位置。其次，流動(dòng)站位置的選擇。流動(dòng)站的位置選擇也要盡量避免無(wú)線電發(fā)射區(qū)域、且地理位置較高的區(qū)域。除此之外，流動(dòng)站還需要注意工作方式的選擇。假如說(shuō)是測(cè)量控制點(diǎn)的位置，為了確?？刂泣c(diǎn)的精度，最好選用三腳架工作方式。最后，工作時(shí)段的選擇。在每一個(gè)時(shí)間段，接收到的衛(wèi)星信號(hào)不同，因此，在進(jìn)行測(cè)量作業(yè)時(shí)，要對(duì)衛(wèi)星所處的位置進(jìn)行估算，確保能夠接受到足夠的衛(wèi)星信號(hào)的數(shù)量且信號(hào)強(qiáng)度好。

3.3 多基段、多時(shí)段測(cè)量

為了提高精度，可以在同一個(gè)觀測(cè)區(qū)內(nèi)建立多個(gè)基準(zhǔn)站點(diǎn)，并對(duì)這些站點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的求取，然后對(duì)觀測(cè)區(qū)內(nèi)的同一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，用不同的基準(zhǔn)站點(diǎn)和轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)這些測(cè)量的坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，假如說(shuō)在誤差允許范圍內(nèi)，可以取中間值?；蛘呤菍?duì)同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)在不同時(shí)段進(jìn)行測(cè)量，這樣測(cè)量結(jié)果如果誤差大，就說(shuō)明測(cè)量結(jié)果不正確，然后再次進(jìn)行測(cè)量，同樣也可以取中間值的辦法確定觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。比如：在進(jìn)行上海外高橋的一個(gè)物流區(qū)的建設(shè)過(guò)程中采用RTK測(cè)量，在測(cè)量中部選取測(cè)量點(diǎn)，將已知點(diǎn)架設(shè)在3～4 km之間，在參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后在水平上的最大差距為2.1 cm，垂直方向上的最大差距為0.7 cm，為了提高精度，觀察時(shí)間大于1 min，而且在不同時(shí)間段測(cè)量2次，在誤差范圍內(nèi)求取平均值這樣就將精度誤差進(jìn)一步縮小，水平方向縮小為1.5 cm，垂直方向上縮小為0.5 cm，這樣測(cè)量值更加精確。

4 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)對(duì)RTK精度測(cè)量的理論進(jìn)行分析，了解RTK測(cè)量的原理和觀測(cè)的方法，研究能夠影響RTK測(cè)量精度的因素，然后針對(duì)這些影響因素，提出了有效提高RTK測(cè)量精度的措施。

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