溫利雄

[摘要]隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于控制測量的需求越來越多，各種測量技術(shù)被不斷創(chuàng)新并應(yīng)用，RTK技術(shù)就是其中之一。RTK技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對測量對象的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位，具有較高的工作效率，而且沒有外業(yè)返工后處理的負(fù)擔(dān)，應(yīng)用范圍十分廣泛，涉及到工程測量、地形測量和航空攝影測量等多個(gè)領(lǐng)域。本文就對RTK技術(shù)的原理、特點(diǎn)和實(shí)施步驟進(jìn)行分析，并探討了其在控制測量中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]RTK技術(shù) 原理和特點(diǎn) 實(shí)施步驟 控制測量 應(yīng)用

[中圖分類號] P2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-186-1

1 RTK技術(shù)原理及特點(diǎn)

1.1RTK技術(shù)原理

RTK的工作原理是將一臺接收機(jī)置于基準(zhǔn)站上，另一臺或幾臺接收機(jī)置于載體（稱為流動(dòng)站）上，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同時(shí)接收同一時(shí)間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，基準(zhǔn)站所獲得的觀測值與已知位置信息進(jìn)行比較，得到GPS差分改正值。然后將這個(gè)改正值通過無線電數(shù)據(jù)鏈電臺及時(shí)傳遞給共視衛(wèi)星的流動(dòng)站精化其GPS觀測值，從而得到經(jīng)差分改正后流動(dòng)站較準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)位置。

RTK的觀測模型為：

其中：

1.2 RTK技術(shù)的特點(diǎn)

（1）作業(yè)效率高。RTK技術(shù)在測量作業(yè)時(shí)，在大多的地形條件下，一次設(shè)站可以完成半徑10km區(qū)域內(nèi)的被測對象的測量，與傳統(tǒng)測量需要多次設(shè)置控制點(diǎn)、多次挪動(dòng)測量儀器相比，減少了“搬站”的次數(shù)，且整個(gè)測量過程只需要1人即可，坐標(biāo)數(shù)據(jù)的采集僅需間隔幾秒，測量效率得到大幅度提升。（2）作業(yè)條件低。RTK技術(shù)測量的作業(yè)條件為“電磁波通規(guī)”和對天基本通規(guī)，與傳統(tǒng)的兩點(diǎn)間光學(xué)通視作業(yè)條件相比，不用再受氣候、季節(jié)、能見度和過高通規(guī)條件等因素的影響，對于復(fù)雜地形、障礙物較多的被測地區(qū)作業(yè)有著較大通用性[1]。（3）測量精度高。在RTK測量中，采用的是內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，不需要人工進(jìn)行操作，避免了由于人為因素造成的誤差；同時(shí)，RTK技術(shù)也沒有全站儀測量等方法產(chǎn)生的誤差積累問題，在符合作業(yè)條件時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級精度的高程、平面精度測量。

2 RTK技術(shù)的實(shí)施步驟

2.1項(xiàng)目新建與坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置

在RTK中新建項(xiàng)目并命名，然后在參數(shù)選項(xiàng)中選擇坐標(biāo)系統(tǒng)，通常選用當(dāng)?shù)氐臋E球系為標(biāo)準(zhǔn)，然后設(shè)置投影參數(shù)，四參數(shù)、七參數(shù)和高程擬合參數(shù)等根據(jù)實(shí)際情況確認(rèn)是否填寫。

2.2基準(zhǔn)站設(shè)置與連接

在設(shè)置基準(zhǔn)站時(shí)，應(yīng)保證周邊沒有過多的障礙物，地面穩(wěn)固，盡量選擇在地勢較高的位置，并且需要避開強(qiáng)電磁輻射區(qū)域，然后將其與測量儀器相連接，通過“平滑”項(xiàng)采集基準(zhǔn)站的坐標(biāo)，差分模式和電文格式分別選擇RTK與CMR/RTCM。

2.3移動(dòng)站設(shè)置

移動(dòng)站根據(jù)測量需求而設(shè)，盡量保證RTK數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境的良好，將其與測量儀器相連接，通過“數(shù)據(jù)鏈”來采集移動(dòng)站數(shù)據(jù)，電文格式要與基準(zhǔn)站相同。

2.4參數(shù)計(jì)算

參數(shù)計(jì)算采取的通常是四參數(shù)結(jié)合高程擬合的方法，需要輸入各個(gè)點(diǎn)的原始坐標(biāo)和對應(yīng)點(diǎn)的已知坐標(biāo)，通過軟件的自動(dòng)計(jì)算得到相應(yīng)結(jié)果，高程和平面殘差分別在5cm、2cm以內(nèi)時(shí)，證明結(jié)果沒有問題，可以采用。

3 RTK技術(shù)在控制測量中的應(yīng)用

RTK技術(shù)應(yīng)用在控制測量中，雖然有著種種優(yōu)勢，但同時(shí)也會面臨著一些誤差問題，在實(shí)際使用時(shí)需要加強(qiáng)注意，以保證RTK測量的準(zhǔn)確性，這些誤差主要包括以下幾方面：

3.1電離層因素引起的誤差

電離層是大氣層的組成部分，對于電磁波的傳遞會造成嚴(yán)重干擾，電離層的狀態(tài)主要會受太陽黑子的影響。在太陽黑子較為平靜時(shí)，電離層對RTK測量誤差影響范圍通常在5ppm以內(nèi)，若是太陽黑子活動(dòng)較為劇烈，這種誤差范圍會達(dá)到50ppm，因此，在使用RTK技術(shù)進(jìn)行控制測量時(shí)，需要充分考慮電離層因素，盡量降低其所造成的誤差[2]。

3.2對流層因素導(dǎo)致的誤差

對流層也是大氣層中的重要結(jié)構(gòu)，其對于RTK測量誤差的影響主要是通過點(diǎn)間距離、點(diǎn)間高差造成的，誤差值通常能夠達(dá)到3ppm。對于此誤差，可以通過對測量站相關(guān)誤差進(jìn)行模擬的方式來糾正，從而提高測量結(jié)果的精度。

3.3氣象因素造成的誤差

雖然RTK技術(shù)作業(yè)條件較低，但也必須有“電磁波通規(guī)”和對天基本通規(guī)的基礎(chǔ)條件，在一般的天氣情況下都是能夠完成作業(yè)的，然而，當(dāng)被測區(qū)域內(nèi)的氣候環(huán)境發(fā)生較大程度的變化時(shí)，不僅會給通規(guī)條件造成影響，而且被測目標(biāo)的坐標(biāo)也會出現(xiàn)一定程度的改變，從而造成測量誤差，所以，當(dāng)氣象條件較為惡劣時(shí)，不宜進(jìn)行RTK控制測量。

3.4多路徑形成的測量誤差

多路徑誤差是RTK技術(shù)當(dāng)中影響最大的一種誤差，其是由于天線環(huán)境因素而引起的，如果天線處于高反射環(huán)境中，其誤差能夠達(dá)到19cm，影響測量結(jié)果的精確性。針對此問題，在應(yīng)用RTK技術(shù)時(shí)，需要通過配備相應(yīng)的濾波器或扼流圈天線、結(jié)合能夠吸收電波的材料、選取沒有反射面的點(diǎn)位等措施來進(jìn)行規(guī)避，盡可能避免多路徑誤差的發(fā)生。

3.5天線相位中心變化引起的誤差

天線是RTK技術(shù)測量中接受電磁波信號和數(shù)據(jù)的主要設(shè)備，包括機(jī)械中心和電子中心兩個(gè)組成部分，后者會隨著接收信號的頻率、高度和方位角等不斷變化，兩者很難維持在重合狀態(tài)，給其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性造成一定影響。因此，在使用RTK技術(shù)進(jìn)行控制測量時(shí)，需要充分了解基準(zhǔn)站和流動(dòng)站天線相位關(guān)系，最大程度的保證兩者的統(tǒng)一，避免天線相位變化造成的誤差，提高測量結(jié)果精度。

4結(jié)語

RTK技術(shù)在控制測量中有著極大的優(yōu)勢，能夠有效提高控制測量的精準(zhǔn)度和工作效率，對于控制測量的發(fā)展有著重要意義。在控制測量中應(yīng)用RTK技術(shù)時(shí)，會受環(huán)境因素影響出現(xiàn)一定程度的誤差，所以，需要對這些誤差的進(jìn)行考慮，在最為適宜的條件下進(jìn)行RKT控制測量，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。