提高RTK測(cè)量精度的方法探討

摘 要：RTK是一種基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，這些年來發(fā)展的比較快，應(yīng)用的也非常廣泛，比如說各種控制測(cè)量、地形測(cè)圖、工程選線及工程放樣等。它之所以被廣泛應(yīng)用與常規(guī)儀器比較，最大的優(yōu)勢(shì)是大大的提高了作業(yè)效率，怎樣提高RTK作業(yè)精度呢？首先了解一下影響RTK精度的主要方面。

關(guān)鍵詞：RTK 測(cè)量精度 測(cè)量方法

中圖分類號(hào)：P228文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-00-01

1 RTK誤差來源

1.1 衛(wèi)星及傳播路徑的影響

（1）星數(shù)：RTK至少需要4個(gè)星即能求出移動(dòng)站的坐標(biāo)，星數(shù)過少，精度可靠性降低。

（2）衛(wèi)星分布：衛(wèi)星分布的優(yōu)劣常用位置精度因子PDOP值來衡量。PDOP值越小精度越高。

（3）大氣層影響：接收機(jī)在接收到衛(wèi)星信號(hào)之前，信號(hào)要穿過電離層和對(duì)流層，當(dāng)基準(zhǔn)站與移動(dòng)站之間距離較短時(shí)，對(duì)流層和電離層對(duì)信號(hào)的影響大致相等，其誤差影響可用差分處理方法減小。當(dāng)點(diǎn)間距離大于10 km時(shí)，必須考慮這一影響。

1.2 RTK接收機(jī)的影響

（1）數(shù)據(jù)鏈：目前大多數(shù)RTK都采用無線電或GSM卡數(shù)據(jù)鏈，弱信號(hào)或受干擾的信號(hào)將使解算模糊度增加很多困難。

（2）天線類型：有兩種天線誤差在GPS接收機(jī)中存在：一是儀器設(shè)計(jì)時(shí)幾何相位中心的偏差，二是接收信號(hào)時(shí)相位中心的變化偏差。在RTK測(cè)量中使用同一類型的接收機(jī)時(shí)，幾何相位偏差可基本消除。但相位中心的變化偏差一般在幾厘米之內(nèi)。

1.3 環(huán)境影響

（1）多路徑效應(yīng)：觀測(cè)時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，則可部分削弱。但RTK不能在一點(diǎn)上觀測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間，故此影響可達(dá)幾

厘米。

（2）地形：為了使無線電信號(hào)具有最大的覆蓋范圍，基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)在制高點(diǎn)上，同時(shí)也能保證觀測(cè)到足夠多的

衛(wèi)星。

（3）障礙物：它能使無線電信號(hào)中斷，導(dǎo)致移動(dòng)站的模糊度丟失。

（4）電波干擾：電波干擾能夠引起信號(hào)中斷，甚至衛(wèi)星失鎖。

1.4 觀測(cè)方案的影響

（1）RTK直接測(cè)量的坐標(biāo)是屬于WGS84坐標(biāo)系，我們通常用的是國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)。因此坐標(biāo)系的參數(shù)轉(zhuǎn)換對(duì)所測(cè)成果的精度影響很大。

（2）RTK測(cè)量存入的坐標(biāo)既可以是觀測(cè)一個(gè)歷元的結(jié)果，也可以是幾個(gè)歷元的平均值。對(duì)于地形測(cè)量而言，則可取幾個(gè)歷元的平均值，從而消除偶然噪聲。大多數(shù)軟件都是取前幾個(gè)歷元的平均值。RTK系統(tǒng)允許改變歷元數(shù)。研究表明：當(dāng)用幾個(gè)歷元取平均值代替一個(gè)歷元時(shí)，所測(cè)結(jié)果將會(huì)略有改善。

（3）RTK實(shí)踐證明，觀測(cè)者的水平和經(jīng)驗(yàn)對(duì)成果的精度有重大影響。

2 提高RTK測(cè)量精度

2.1 控制點(diǎn)的選擇

（1）在一般測(cè)區(qū)進(jìn)行RTK測(cè)量，至少需要三個(gè)平面控制點(diǎn)，而且最好是在同一時(shí)期、同一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；可根據(jù)地形條件確定高程控制點(diǎn)的數(shù)目，高程控制點(diǎn)數(shù)量越多，擬合精度就越好。

（2）一般情況下，取相鄰距離3～5 km之內(nèi)的控制點(diǎn)最好，控制點(diǎn)分布要均勻，要確保控制點(diǎn)能夠覆蓋整個(gè)

測(cè)區(qū)。

（3）如果測(cè)區(qū)的已知點(diǎn)數(shù)目很少，比如2個(gè)，作業(yè)半徑不要超過兩已知點(diǎn)點(diǎn)距離的3倍；另外兩已知點(diǎn)與測(cè)量坐標(biāo)系的軸線不能在同一直線上，最好有一定的偏角。

（4）如果RTK作業(yè)中沒有已知點(diǎn)，這時(shí)就要任取一點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系下測(cè)量這點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)。以這點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)作為已知點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)量，以后再找已知點(diǎn)進(jìn)行校正所測(cè)坐標(biāo)。這時(shí)一定要輸入測(cè)區(qū)的平均中央子午線的經(jīng)度，這樣所測(cè)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生太大的投影變形。

2.2 天線相位中心變化

相位中心誤差是隨衛(wèi)星信號(hào)輸入強(qiáng)度和方向進(jìn)行變化，相位中心誤差的變化，一般達(dá)到3～5 cm之內(nèi)。因此在RTK作業(yè)之前，最好實(shí)測(cè)基準(zhǔn)站天線與移動(dòng)站天線的精確相位圖形，然后根據(jù)這個(gè)圖形對(duì)測(cè)量相位誤差進(jìn)行改正。

2.3 多路徑誤差

多路徑效應(yīng)取決于天線周圍的環(huán)境，對(duì)載波相位測(cè)量影響一般是4～6 cm左右。它是RTK定位測(cè)量中嚴(yán)重的誤差來源，可通過下列措施進(jìn)行削弱。

（1）接收機(jī)在進(jìn)行精密定位時(shí)可在天線下配置抑徑板，這個(gè)方法可使多路徑效應(yīng)減少近1/3。此外，采用特殊的GPS接收機(jī)天線，如扼流圈天線，可以有效地抑制多路徑效應(yīng)。

（2）GPS測(cè)站不選在具有強(qiáng)反射的環(huán)境中，如平靜的大面積水面、山坡、山谷、盆地及高建筑物旁邊。

（3）GPS測(cè)站應(yīng)盡量避免有電臺(tái)、雷達(dá)、微波中繼站等強(qiáng)輻射源，如果GPS測(cè)站位置不能改變，而又處于強(qiáng)反射區(qū)，為減小多路徑效應(yīng)，可采用偏心觀測(cè)方法，或適當(dāng)變化天線高度，以避開強(qiáng)反射波。

2.4 作業(yè)距離

使用RTK作業(yè)之前，務(wù)必要查看說明書中的標(biāo)稱半徑，使RTK的實(shí)際作業(yè)半徑在標(biāo)稱半徑范圍之內(nèi)。這是因?yàn)镽TK數(shù)據(jù)鏈傳輸受到高大山體、高大建筑物和各種高頻信號(hào)源等障礙物的干擾，傳輸信號(hào)會(huì)嚴(yán)重衰減，從而影響測(cè)量精度。

2.5 RTK接收機(jī)的檢測(cè)

這一般需要權(quán)威部門進(jìn)行RTK接收機(jī)主要性能的檢測(cè)。主要是硬件測(cè)試和軟件的測(cè)試，比如采集器的反應(yīng)情況、基線檢查等，確保接收機(jī)符合標(biāo)稱精度。水準(zhǔn)器的校正，測(cè)量時(shí)必需保證水準(zhǔn)器水平才能有效的提高測(cè)量精度。

綜上所述，在RTK測(cè)量中，盡量注意以上5點(diǎn)，可是測(cè)量精度大幅度提升。

參考文獻(xiàn)

[1]匡林，黃杰.淺析GPS RTK在線路測(cè)量中轉(zhuǎn)換參數(shù)問題[J].測(cè)繪與空間地理信息，2010（1）.

[2]高連勝.GPS技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2010（3）.

[3]鄭發(fā)來.網(wǎng)絡(luò)RTK在晉江市大比例尺相片控制測(cè)量中的應(yīng)用[J].地理空間信息，2010（3）.

[4]雷偉剛，尹洪斌.SLCAD架空送電線路軟件全站儀GPS接口系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工程勘察，2010（3）.