RTK在物探測量中的應(yīng)用

王崇

摘要：本文首先介紹了RTK及其工作原理，RTK在物探測量中帶來了方便和好處。由于RTK受到各種條件的約束也帶來了不可避免缺點。本文對其缺點提出了一些解決方案，并以工程實例進(jìn)行分析說明。

關(guān)鍵詞：物探測量，坐標(biāo)系，多路徑效應(yīng)，天線相位中心誤差，數(shù)據(jù)鏈傳輸

Abstract:This article first introduces the RTK and its working principle and RTK brings benefits and convenience in the geophysical survey. With RTK under various conditions has brought the inevitable shortcomings. This article propose a number of solutions to its shortcomings, description and analysis to engineering examples.

Keywords:geophysical survey, coordinate systems, multipath, the antenna phase Center error, data transmission

中圖分類號：TU198+.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號:

引 言

RTK是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的載波相位實時動態(tài)差分定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r的提供測站點在指定坐標(biāo)系統(tǒng)中的三維定位結(jié)果。RTK技術(shù)近年來發(fā)展比較迅速，它在各種控制測量、地形測圖、工程選線及工程放樣中應(yīng)用廣泛，與常規(guī)儀器相比非常明顯地提高了作業(yè)效率和作業(yè)精度。但在整個GPS應(yīng)用方面，測量行業(yè)始終是一個小分支，測量知識的流通面也非常有限，再加上普通測量員或非測量專業(yè)人員普遍對新技術(shù)理解不深，在進(jìn)行RTK測量時，往往會按照培訓(xùn)人員的要求機械化地去接受，這樣時間一長就會對整個測量工作效率產(chǎn)生影響，RTK的優(yōu)越性也不能完全被發(fā)揮出來。本論文通過實例論述了RTK在物探測量中的優(yōu)缺點及改正的措施，從而使RTK在物探測量方面更好的發(fā)揮它的好處。

1 RTK及工作原理

RTK（Real Time Kinematic）實時動態(tài)測量技術(shù)，是以載波相位觀測為根據(jù)的實時差分GPS（RTDGPS）技術(shù)，它是測量技術(shù)發(fā)展里程中的一個突破，它由基準(zhǔn)站接收機、數(shù)據(jù)鏈、 流動站接收機三部分組成。在基準(zhǔn)站上安置1臺接收機為參考站， 對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)和測站信息，通過無線電傳輸設(shè)備，實時地發(fā)送給流動站，流動站GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標(biāo)及其精度。

2 RTK技術(shù)在物探測量中的應(yīng)用實例

2.1測區(qū)名稱

《新景公司佛洼區(qū)西部地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)探測技術(shù)研究測量》

2.2 已有資料及利用

成圖資料：從礦地測部收集到控制點佛南、佛西、雙桿三個等級點保存完好，滿足本期需要。

2.3測量作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

本次測量采用54年北京坐標(biāo)系。嚴(yán)格執(zhí)行下列規(guī)范、規(guī)程：

1、《煤炭資源勘探工程測量規(guī)程》，煤炭工業(yè)部，1987年頒發(fā)。

2、《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》，國家技術(shù)監(jiān)督局，2001年頒布。

3、《物化探工程測量規(guī)范》,DZ/T 0153-95。

2.4人員、設(shè)備投入及安全措施

本次共投入測量人員11人。擬投入靈銳S86型雙頻GPS（RTK）接收機5臺/套。

2.5外業(yè)作業(yè)方法

本區(qū)定線測量采用實時相位差分（RTK）測量。點點實測坐標(biāo)和高程。

2.6野外采集數(shù)據(jù)精度要求

施工結(jié)束后，對全區(qū)測量成果要作出質(zhì)量評價。精度評定是以點位中誤差和高程中誤差及最弱邊相對中誤差來衡量。

3 RTK技術(shù)在物探測量中應(yīng)用的優(yōu)點

RTK技術(shù)在物探測量中應(yīng)用如此廣泛，主要因為其具有很多優(yōu)點。測量人員只需手持RTK移動站，操作與移動站相連的手簿。將所需放樣的數(shù)據(jù)存入手簿中，就可在十公里范圍內(nèi)放樣，精度達(dá)到厘米級。在接到基站數(shù)據(jù)和衛(wèi)星滿足的情況下每點放樣時間只需一到兩秒，并且能得到所測點的三維坐標(biāo)。并受天氣影響不大，且點與點之間不需通視，給作控制提供了很多便利，所使用的人員和車輛也比其它測量方式要少。

4 RTK技術(shù)在物探測量應(yīng)用中存在的問題及解決措施

4.1多路徑效應(yīng)及解決措施

多徑誤差是RTK定位測量中最嚴(yán)重的誤差。多徑誤差取決于天線周圍的環(huán)境。多徑誤差一般為幾厘米，高反射環(huán)境下可超過10厘米。多徑誤差可通過下列措施予以削弱： A、選擇地形開闊、不具反射面的點位。B、采用扼流圈天線。C、采用具有削弱多徑誤差的各種技術(shù)的天線。D、基地站附近輔設(shè)吸收電波的材料。

4.2初始化問題及解決措施

在物探測量工作中應(yīng)用RTK技術(shù)，通常單一衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收機假如能鎖定六顆及以上衛(wèi)星，那么其可靠性能較強，而多衛(wèi)星系統(tǒng)只需保持四顆GPS衛(wèi)星，就能確保其性能可靠。但如果施工區(qū)域處于復(fù)雜的地區(qū)時，且在某一觀測時間段之內(nèi)不能接到更多衛(wèi)星信號的覆蓋，導(dǎo)致出現(xiàn)間隙，此時接收機就可能因接收到衛(wèi)星信號造成失鎖現(xiàn)象，此時容易出現(xiàn)假值。這樣采用RTK技術(shù)進(jìn)行作業(yè)時就必須重新初始化。因而怎樣得到足夠的衛(wèi)星數(shù)和縮短初始化時間的理論和技術(shù)，是測量工作中測量人員采用RTK技術(shù)時應(yīng)該首先解決的難題。

4.3影響RTK數(shù)據(jù)鏈作用距離的因素

RTK技術(shù)同距離有關(guān)的誤差：包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差。對固定基地站而言，同儀器同干擾有關(guān)的誤差可通過各種校正方法予以削弱，。由于這一技術(shù)將單基準(zhǔn)站作為站址，且可靠性能較差，因而應(yīng)借助網(wǎng)絡(luò)RTK (VRS)技術(shù)，提升觀測結(jié)果的可靠性和精度。

4.4天線相位中心誤差

天線的機械中心和電子相位中心一般不重合。而且電子相位中心是變化的，它取決于接收信號的頻率、方位角和高度角。因此，若要提高RTK定位精度，必須進(jìn)行天線檢驗校正，檢驗方法分為實驗室內(nèi)的絕對檢驗法和野外檢驗法。

4.5影響數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)囊蛩?/p>

信號傳輸過程中的誤碼，數(shù)據(jù)鏈信號衰減影響，鎖定衛(wèi)星顆數(shù)不穩(wěn)定、信號線、電源線接觸不良，數(shù)據(jù)鏈信號傳輸斷斷續(xù)續(xù)。造成流動站在作業(yè)中信號失鎖。為確保RTK能快速、連續(xù)地得到固定解，務(wù)必使RTK移動站能快速、連續(xù)、可靠地接收到基準(zhǔn)站發(fā)來的數(shù)據(jù)鏈信號。

4.6坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的誤差

在物探測量工作中，應(yīng)用RTK技術(shù)所得的測量結(jié)果通常是WGS-84坐標(biāo)系下的，但由于流動站位置距離基站有一定的距離導(dǎo)致大地面有起伏，因而必須啟用模型轉(zhuǎn)換三參數(shù)、七參數(shù)等轉(zhuǎn)換措施，轉(zhuǎn)化成所需坐標(biāo)系等工程需要的坐標(biāo)系。

參考文獻(xiàn)

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[4] 李青岳，《工程測量學(xué)［M］》, 北京：測繪出版社，1984年.