【正文】 基準(zhǔn)站信號接收天線顯示坐標(biāo)成果RTK天線傳感器控制器調(diào)制解調(diào)器 RTK工作原理RTK系統(tǒng)主要由三大部分組成：（1）基準(zhǔn)站接收機(jī) （2）數(shù)據(jù)鏈 （3）移動站接收機(jī)。 RTK系統(tǒng)正常工作要具備以下三個條件：第一，基準(zhǔn)站和移動站同時接收到5顆以上GPS衛(wèi)星信號；第二，基準(zhǔn)站和移動站同時接收到衛(wèi)星信號和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號；第三，基準(zhǔn)站和移動站要連續(xù)接收GPS衛(wèi)星信號和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號。即移動站遷站過程中不能關(guān)機(jī)，不能失鎖。否則RTK須重新初始化。 RTK的誤差來源和測量精度RTK定位的誤差，一般分為兩類:同儀器和干擾有關(guān)的誤差。同儀器和干擾有關(guān)的誤差:包括天線相位中心變化、多路徑誤差、信號干擾和氣象因素；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。對固定基準(zhǔn)站而言，同儀器和干擾有關(guān)的誤差可通過各種校正方法予以削弱，同距離有關(guān)的誤差將隨移動站至基準(zhǔn)站的距離的增加而加大，所以RTK的有效作業(yè)半徑是有限制的（一般為幾公里）。同距離有關(guān)的誤差的主要部分可通過多基準(zhǔn)站技術(shù)來消除。但是其殘余部分也隨著移動站至基準(zhǔn)站距離的增加而加大。(1)同儀器和干擾有關(guān)的誤差天線相位中心變化：天線的機(jī)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。天線相位中心的變化，可使點位坐標(biāo)的誤差一般達(dá)到3~5cm。因此，若要提高RTK測量的定位精度，必須進(jìn)行天線檢驗校正。 多路徑誤：多路徑誤差是RTK測量中最嚴(yán)重的誤差，其大小取決于天線周圍的環(huán)境，一般為幾厘米，高反射環(huán)境下可超過lOcm。多路徑誤差可通過選擇地形開闊、不具反射面的點位、采用具有削弱多徑誤差的各種技術(shù)的天線、基準(zhǔn)站附近鋪設(shè)吸收電波的材料等措施予以削弱。 信號干擾：信號干擾可能有多種原因，如無線電發(fā)射源、雷達(dá)裝置、高壓線等，干擾的強(qiáng)度取決于頻率、發(fā)射臺功率和至干擾源的距離。為了削弱電磁波幅射副作用，必須在選點時遠(yuǎn)離這些干擾源，離無線電發(fā)射臺應(yīng)超過200米，離高壓線應(yīng)超過50米。 氣象因素：快速運(yùn)動中的氣象峰面，可能導(dǎo)致觀測坐標(biāo)的變化達(dá)到12dm。因此，在天氣急劇變化時不宜進(jìn)行RTK測量。(2)同距離有關(guān)的誤差軌道誤差：目前軌道誤差只有幾米，其殘余的相對誤差影響約為110，就短基線(lOkm)而言，對結(jié)果的影響可忽略不計，但是對20~30km的基線則可達(dá)到幾厘米。電離層誤差：電離層引起電磁波傳播延遲從而產(chǎn)生誤差，其延遲強(qiáng)度與電離層的電子密度密切相關(guān)，電離層的電子密度隨太陽黑子活動狀況、地理位置、季節(jié)變化、晝夜不同而變化，白天為夜間的5倍，冬季為夏季的5倍，太陽黑子活動最強(qiáng)時為最弱時的4倍。利用下列方法可使電離層誤差得到有效的消除和削弱:利用雙頻接收機(jī)將L1和L2的觀測值進(jìn)行線性組合來消除電離層的影響：利用兩個以上觀測站同步觀測量求差（短基線）；利用電離層模型加以改正。實際上RTK技術(shù)一般都考慮了上述因素和辦法。但在太陽黑子爆發(fā)期內(nèi)，不但RTK測量無法進(jìn)行，即使靜態(tài)GPS測量也會受到嚴(yán)重影響。太陽黑子平靜期，其誤差一般小于510。對流層誤差：對流層誤差同點間距離和點間高差密切相關(guān)，一般可達(dá)310。RTK測量采用求差分法降低了載波相位測量改正后的殘余誤差及接受機(jī)鐘差和衛(wèi)星改正后的殘余誤差等因素的影響，使測量精度達(dá)到厘米級，一般系統(tǒng)標(biāo)稱精度為10mm+210。工程實踐和研究證明RTK測量能達(dá)到厘米級精度。有研究表明，RTK測量的平面精度在數(shù)據(jù)鏈信號接收半徑小于4km時可保持較高精度，用全站儀檢查其中誤差在177。5cm以內(nèi))，大于4km時測量誤差明顯增大。另外作業(yè)時接收到的衛(wèi)星數(shù)目越少，RTK測量結(jié)果誤差越大，但只要能接收到5顆以上衛(wèi)星，得出的固定解就能達(dá)到儀器標(biāo)稱精度。 RTK的技術(shù)特點工作效率高：在一般的地形地勢下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測完4km半徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的設(shè)站次數(shù)，移動站一人操作即可，勞動強(qiáng)度低，作業(yè)速度快，提高了工作效率。定位精度高：只要滿足RTK的基木工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)（一般為4km ）RTK的平而精度和高程精度都能達(dá)到厘米級。全天候作業(yè)：RTK測量不要求基準(zhǔn)站、移動站間光學(xué)通視 ，只要求滿足“電磁波通視”，因此和傳統(tǒng)測量相比，RTK測量受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測量看來難于開展作業(yè)的地區(qū)，只要滿足RTK的基木工作條件，它也能進(jìn)行快速的高精度定位，使測量工作變得史容易史輕松。 RTK測量自動化、集成化程度高，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)：RTK可進(jìn)行多種測量內(nèi)、外業(yè)工作。移動站利用軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動實現(xiàn)多種測繪功能，減少了輔助測量工作和人為誤差，保證了作業(yè)精度。操作簡單，易于使用：現(xiàn)在的儀器一般都提供中文菜單，只要在設(shè)站時進(jìn)行簡單的設(shè)置，就可方便地獲得二維坐標(biāo)。數(shù)據(jù)輸入、存儲、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便地與計算機(jī)、其他測量儀器通信。 RTK的局限性和精度保障當(dāng)然RTK也有其局限性，會影響到執(zhí)行上述測量任務(wù)的能力。了解其局限性可確保RTK測量成功。最主要的局限性其實不在于 RTK 本身，而是源于整個GPS系統(tǒng)。如前所述，GPS依靠的是接收兩萬多公里高空的衛(wèi)星發(fā)射來的無線電信號。相對而言，這些信號頻率高、信號弱，不易穿透可能阻擋衛(wèi)星和GPS接收機(jī)之間視線的障礙物。事實上，存在于GPS接收機(jī)和衛(wèi)星之間路徑上的任何物體都會對系統(tǒng)的操作產(chǎn)生不良影響。有些物體如房屋，會完全屏蔽衛(wèi)星信號。因此, GPS不能在室內(nèi)使用。同樣原因, GPS也不能在隧道內(nèi)或水下使用。有些物體如樹木會部分阻擋、反射或折射信號。GPS信號的接收在樹林茂密的地區(qū)會很差。樹林中有時會有足夠的信號來計算概略位置，但信號清晰度難以達(dá)到厘米水平的精確定位。因此，RTK在林區(qū)作業(yè)有一定的局限性。這并不是說，GPS RTK只適用于四周對空開闊的地區(qū)。RTK測量在部分障礙的地區(qū)也可以是有效而精確的。其奧秘是能觀測到足夠的衛(wèi)星來精確可靠地實現(xiàn)定位。在任何時間、任何地區(qū)，都可能會有7到10顆GPS衛(wèi)星可用于RTK測量。RTK系統(tǒng)的工作并不需要這么多顆衛(wèi)星。如果天空中有5顆適當(dāng)分布的衛(wèi)星，就可作精確可靠的定位。有部分障礙的地點只要可以觀測到至少5顆衛(wèi)星，就有可能做RTK測量。在樹林或大樓四周作測量時，只要該地留有足夠的開放空間，使RTK系統(tǒng)可觀測到至少5顆衛(wèi)星，RTK 測量就有成功的條件。在論述RTK技術(shù)的原理時，我們知道,RTK測量的關(guān)鍵是確定整周未知數(shù)，能否連續(xù)地、可靠地接收基準(zhǔn)站播發(fā)的信號，是RTK能否成功的決定因素。在實際應(yīng)用中，來自各方面的干擾，降低了RTK的可靠性和精度。研究表明，為了保證地物點的測量精度，我們在選點時要采取以下措施:點位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收機(jī)設(shè)備、視野開闊、視場內(nèi)周圍障礙物高度角應(yīng)小于15176。(如可以選在最高建筑物的頂樓)。點位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、微波站、微波通道等)，其距離不小于200 m；遠(yuǎn)離高壓電線，距離不小于50m 。點位附近不應(yīng)有大面積的水域或強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體。點位選擇要充分考慮到與其它測量手段聯(lián)測和擴(kuò)展。 點位要選在交通方便的地方，以提高工作效率。 6)點位要選在地面地基堅硬的地方，易于點的保存。除此之外，為了保證地物點的測量精度，我們還要對接收機(jī)天線進(jìn)行校驗，選擇有削弱多路徑誤差的各種技術(shù)的天線。同時，我們還要不斷利用新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以削弱各種誤差帶來的影響。 RTK的作業(yè)過程啟動基準(zhǔn)站將基準(zhǔn)站架設(shè)在上空開闊、沒有強(qiáng)電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點上，正確連接好各儀器電纜，打開各儀器。將基準(zhǔn)站設(shè)置為動態(tài)測量模式。建立新工程，定義坐標(biāo)系統(tǒng) 新建一個工程，即新建一個文件夾，并在這個文件夾里設(shè)置好測量參數(shù)[如橢球參數(shù)、投影參數(shù)等]。這個文件夾中包括許多小文件，它們分別是測量的成果文件和各種參數(shù)設(shè)置文件，如*.dat、*.cot、*.rtk、*.ini 等。點校正CPS測量的為W CS一84系坐標(biāo)，而我們通常需要的是在流動站上實時顯示國家坐標(biāo)系或地力獨(dú)立坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，這需要進(jìn)行坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，即點校正。點校正可以通過兩種方式進(jìn)行。(1)在已知轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果有當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系統(tǒng)與W CS84坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換七參數(shù)，則可以在測量控制器中直接輸入，建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。 如果上作是在國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行，而且知道橢球參數(shù)和投影方式以及基準(zhǔn)點坐標(biāo)，則可以直接定義坐標(biāo)系統(tǒng)，建議在RTK測量中最好加入12個點校正，避免投影變形過大，提高數(shù)據(jù)可靠性。(2)在不知道轉(zhuǎn)換參數(shù)的情況下。如果在局域坐標(biāo)系統(tǒng)中工作或任何坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行測量和放樣工作，可以直接采用點校正方式建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式，平面至少3個點，如果進(jìn)行高程擬合則至少要有4個水準(zhǔn)點參與點校正。流動站開始測量(1)單點測量：在主菜單上選擇“測量”圖標(biāo)打開，測量方式選擇“RTK”,再選擇“測量點”選項，即可進(jìn)行單點測量。注意要在“固定解”狀態(tài)下，才開始測量。單點測量觀測時間的長短與跟蹤的衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星圖形精度、觀測精度要求等有關(guān)。當(dāng)“存儲”功能鍵出現(xiàn)時，若滿足要求則按“存儲”鍵保存觀測值，否則按“取消”放棄觀測。(2)放樣測量：在進(jìn)行放樣之前，根據(jù)需要“鍵入”放樣的點、直線、曲線、DTM道路等各項放樣數(shù)據(jù)。當(dāng)初始化完成后，在主菜單上選擇“測量”圖標(biāo)打開，測量方式選擇“RTK”,再選擇“放樣”選項，即可進(jìn)行放樣測量作業(yè)。 在作業(yè)時，在手薄控制器上顯示箭頭及目前位置到放樣點的方位和水平距離，觀測值只需根據(jù)箭頭的指示放樣。當(dāng)流動站距離放樣點就距離小于設(shè)定值時，手薄上顯示同心圓和十字絲分別表示放樣點位置和天線中心位置。當(dāng)流動站天線整平后，十字絲與同心圓圓心重合時，這時可以按“測量”鍵對該放樣點進(jìn)行實測，并保存觀測值。 本章小結(jié) 通過本章的論述我們了解了RTK的基本原理、系統(tǒng)組成及工作條件。RTK的誤差來源有很多種，知道了它們的來源，對于我們采取一定的措施保證RTK的測量精度，提供了理論依據(jù)。RTK的技術(shù)特點是RTK優(yōu)于其他測量技術(shù)的概括。雖然RTK的系統(tǒng)是現(xiàn)代測量的最新成果，但它應(yīng)有不足之處。了解了RTK的局限性，使我們知道了對于一些測量RTK也是受到限制的。RTK的作業(yè)過程是使用RTK的基本步驟，也是今后使用RTK所必須進(jìn)行的操作，通過對作業(yè)過程的敘述，使我們初步掌握了RTK的使用方法。第3章 利用RTK進(jìn)行點放樣和曲線放樣 利用RTK進(jìn)行點放樣建筑物的形狀和大小是通過其特征點在實地上表示出來的。如建筑物的中心、四個角點、轉(zhuǎn)折點等。因此點放樣是建筑物和構(gòu)筑物放樣的基礎(chǔ)。用RTK進(jìn)行點位放樣同傳統(tǒng)放樣一樣，需要兩個以上的控制點，但不同的是傳統(tǒng)的方法是通過距離或方向來放樣定點，或用全站儀用兩點定向后放樣定點，而RTK是用2~3個控制點進(jìn)行點校正，就可在無光學(xué)通視（電磁波通視）的條件下進(jìn)行點位的放樣，這是傳統(tǒng)