RTK使用技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)探討

張淑影 王若虹 劉麗

摘 要：傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代的測(cè)繪要求。RTK技術(shù)的廣泛應(yīng)用給測(cè)繪技術(shù)帶來(lái)了巨大的變化。該文闡述了RTK測(cè)繪系統(tǒng)的工作原理，以及RTK的兩種經(jīng)常使用的方法。使讀者能夠?qū)TK測(cè)繪技術(shù)有個(gè)全方位的了解。作者結(jié)合自己使用該系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了RTK測(cè)繪技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提高RTK測(cè)繪技術(shù)的精度方法，以及作者使用該系統(tǒng)的使用技術(shù)心得。最后論述了RTK測(cè)繪技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向是網(wǎng)絡(luò)RTK。

關(guān)鍵詞：精度 ?基準(zhǔn)站 ?數(shù)據(jù) ?校正 ?參數(shù)

中圖分類號(hào)：P22 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（c）-0005-02

Discussion on the Use Technology and Experience of RTK

Zhang Shuying ? ?Wang Ruohong ? ?Liu Li

（The First Geological Survey of Jilin Province Changchun Jilin Province，130033，China）

Abstract：The traditional already cannot satisfy the requirement of the modern surveying and mapping surveying and mapping technology. The wide application of RTK technology for surveying and mapping technology has brought great changes. This paper expounds the working principle of RTK surveying and mapping system， and the two frequently used methods of RTK. Enable readers to have a comprehensive understanding of RTK surveying and mapping technology. According to the experience of using the system， the author summarizes the RTK surveying and mapping technology compared with traditional surveying and mapping technology， the advantages of improving the precision of RTK surveying and mapping technology method， and the author use the system the use of technology. Finally this paper discusses the RTK surveying and mapping technology is the development direction of future network RTK.

Key Words：Precision; Reference station; Data; Correcting; Parameter

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代的測(cè)繪要求。RTK測(cè)繪技術(shù)正在被廣泛應(yīng)用。

RTK（Real - time kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新的常用的GPS測(cè)量方法，以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而RTK測(cè)量在合適的觀測(cè)條件下，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行厘米級(jí)精度的定位測(cè)量，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制測(cè)量帶來(lái)了新的曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

1 工作原理

RTK測(cè)量系統(tǒng)一般由以下三部分組成：GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件系統(tǒng)。RTK測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS技術(shù)，其基本思想是：在基準(zhǔn)站上安置1臺(tái)接收機(jī)為參考站， 對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)和測(cè)站信息，通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)地發(fā)送給移動(dòng)站。移動(dòng)站GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)其內(nèi)部的處理器和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，自動(dòng)實(shí)時(shí)解算出移動(dòng)站所處位置的三維坐標(biāo)（即移動(dòng)站所處點(diǎn)的平面坐標(biāo)X、Y和海拔高H）。

2 使用方法簡(jiǎn)介

RTK使用方法可以大致分為如下兩種：

第一種方法是基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)（坐標(biāo)和高程已知）。

（1）基準(zhǔn)站架設(shè)。將三角架擺在已知點(diǎn)上，然后把基站放到三角架上，必須要對(duì)中和整平。把基準(zhǔn)站和天線及電臺(tái)連接好，然后接上電源，就可以打開(kāi)基準(zhǔn)站了。

（2）移動(dòng)站的手簿設(shè)置。將移動(dòng)站擰到標(biāo)桿上打開(kāi)移動(dòng)站，開(kāi)啟手簿，設(shè)置好文件及坐標(biāo)系統(tǒng)，連好藍(lán)牙。校準(zhǔn)儀器時(shí)要選擇基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)，填好基準(zhǔn)站坐標(biāo)，高程及天線高，在固定解狀態(tài)下點(diǎn)校正，然后確定。

（3）移動(dòng)站測(cè)量。在固定解狀態(tài)的時(shí)候，就可以開(kāi)始測(cè)量了，按“A”鍵測(cè)點(diǎn)，這時(shí)彈出對(duì)話框，在這個(gè)界面輸入點(diǎn)名和天線高，點(diǎn)“確定”保存該點(diǎn)坐標(biāo)。

第二種方法基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)。

此種方法不需要將基準(zhǔn)站對(duì)中和整平，校準(zhǔn)儀器時(shí)要選擇基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)。將移動(dòng)站放在已知點(diǎn)上對(duì)中整平， 輸入已知點(diǎn)的坐標(biāo)和天線高，然后在固定解狀態(tài)下校正。其它步驟與上面相同。

3 RTK測(cè)量技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，RTK測(cè)量技術(shù)有幾大優(yōu)點(diǎn)：

（1）RTK作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大。RTK可勝任幾乎各種測(cè)繪內(nèi)、外業(yè)。移動(dòng)站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無(wú)需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，使輔助測(cè)量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業(yè)精度。

（2）作業(yè)效率高。在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測(cè)完5km半徑左右的測(cè)區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的“搬站”次數(shù)，移動(dòng)站可以自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)手簿可以在幾秒鐘內(nèi)直接讀出測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)。儀器僅需一人操作，作業(yè)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用，提高了測(cè)量效率。

（3）降低了作業(yè)條件要求。RTK技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”和對(duì)天基本通視。因此，和傳統(tǒng)測(cè)量相比，RTK技術(shù)受通視條件、能見(jiàn)度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小。在由于地形復(fù)雜、地物障礙而造成的難通視地區(qū)，只要滿足RTK的基本工作條件，它也能輕松地進(jìn)行快速的高精度定位作業(yè)。

（4）定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒(méi)有誤差積累。不同于全站儀等儀器，全站儀在多次搬站后，都存在誤差累積的狀況，搬的越多，累積越大。而RTK則沒(méi)有，只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)，RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)。

4 提高GPS（RTK）技術(shù)的精度分析

（1）基準(zhǔn)站精度的高低直接影響到測(cè)量點(diǎn)的精度。所以，在工作中要選擇高等級(jí)有經(jīng)過(guò)水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的已知控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)站。

（2）基站架設(shè)不要遠(yuǎn)離測(cè)區(qū)，最好選在地勢(shì)相對(duì)較高，地域開(kāi)闊的地方，以利于電臺(tái)的作用距離。

（3）鄰近不應(yīng)有強(qiáng)電磁輻射源，比如電視發(fā)射塔，手機(jī)信號(hào)發(fā)射天線等，以免對(duì)RTK電信號(hào)造成干擾。

（4）嚴(yán)格規(guī)范操作，減少人為因素對(duì)測(cè)量精度的影響。進(jìn)行測(cè)量時(shí)移動(dòng)站應(yīng)采用三腳架基座對(duì)中整平。

（5）坐標(biāo)參數(shù)的選擇對(duì)所測(cè)成果的精度影響很大。GPS采用WGS-84坐標(biāo)系，必須轉(zhuǎn)換到西安80平面坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)，然后再投影到高斯平面上。因此，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度是個(gè)非常重要的問(wèn)題，在選擇公共點(diǎn)求參數(shù)時(shí)應(yīng)對(duì)測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的已知點(diǎn)進(jìn)行篩選。

5 RTK使用技術(shù)心得

（1）對(duì)于測(cè)量比較高的地物，常將移動(dòng)站的主機(jī)通過(guò)標(biāo)桿直接搭到地物上，手簿上的天線高一般都會(huì)改為零。這樣測(cè)得的地物高程結(jié)果比實(shí)際多了一米。最后，通過(guò)多次實(shí)踐得出結(jié)論，天線高應(yīng)取大于零的數(shù)。

（2）在使用有些移動(dòng)站主機(jī)一段時(shí)間后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)的現(xiàn)象。起初誤認(rèn)為是主機(jī)電池沒(méi)電。但經(jīng)過(guò)更換新充滿電的電池，現(xiàn)象還依然存在。根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，用砂紙將主機(jī)上與電池接觸的彈簧片上的氧化層打掉，故障排除。

（3）野外作業(yè)中比較容易出問(wèn)題的是Y形電纜。尤其是線的下半部分電源擴(kuò)展電纜，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部斷路，導(dǎo)致主機(jī)及其電臺(tái)都沒(méi)法開(kāi)機(jī)。Y形線的保險(xiǎn)也是容易出問(wèn)題的地方。使用1年左右時(shí)間，由于進(jìn)灰塵或者松動(dòng)，導(dǎo)致Y形線保險(xiǎn)損壞或者虛接，容易引起主機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)，或者電臺(tái)不發(fā)射、電臺(tái)發(fā)射時(shí)斷時(shí)續(xù)，應(yīng)注意更換保險(xiǎn)和清除灰塵。野外作業(yè)中最好另自帶一跟Y形電纜以備不時(shí)之需。

（4）對(duì)于電纜使用過(guò)程中的裝卸收藏都是應(yīng)該注意的，尤其在北方冬天氣溫較低，收工時(shí)直接就把線拿上車，等一段時(shí)間，線溫度回升到正常了再收放，否則電纜線極易折斷。

（5）基準(zhǔn)站與移動(dòng)站必須在所有測(cè)量時(shí)間內(nèi)維持4顆以上公共衛(wèi)星連續(xù)鎖定，這樣才能夠保證測(cè)量的精度。

6 CORS網(wǎng)絡(luò)RTK簡(jiǎn)介

CORS即連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)，已成為城市GPS 應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)之一。在CORS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是利用分布在一定區(qū)域內(nèi)的多臺(tái)基準(zhǔn)站的坐標(biāo)和實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)覆蓋區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)綜合誤差建模，盡可能消除區(qū)域內(nèi)移動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)綜合誤差，獲得高精度的實(shí)時(shí)定位結(jié)果。

CORS方式的RTK進(jìn)行野外作業(yè)時(shí)，無(wú)需用戶架設(shè)基準(zhǔn)站，不用攜帶其它基準(zhǔn)站設(shè)備，只需要一次性設(shè)置好連接CORS網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，便可開(kāi)始測(cè)量。用戶無(wú)需架設(shè)基站，實(shí)現(xiàn)了野外單機(jī)作業(yè)，大大提高了工作效率。

目前我國(guó)CORS 網(wǎng)絡(luò)已在各個(gè)省市具有一定的規(guī)模，但整體上還存在著不同程度的缺陷，特別是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)還無(wú)法使用。隨著科技的發(fā)展相信CORS網(wǎng)絡(luò)RTK將會(huì)逐漸取代單一的RTK。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。RTK測(cè)繪技術(shù)還在不斷地發(fā)展。并且由單一的RTK，逐漸向網(wǎng)絡(luò)RTK發(fā)展。這就要求我們?cè)赗TK的使用與維護(hù)過(guò)程中，不斷地發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)，不斷地去學(xué)習(xí)，去探索。

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