【正文】 量，在宗地間指界過程中，就 3 可以完成界址點(diǎn)的平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集，并能得到厘米級(jí)甚至更高精度，提高了工作效率及經(jīng)濟(jì)效益。 本章小結(jié) 通過本章的論述我們了解了 GPS的產(chǎn)生為我們的生產(chǎn)、生活帶來了方便。 RTK 的產(chǎn)生是 GPS 發(fā)展的最新成果，本章通過對(duì) RTK 應(yīng)用于工程放樣中的點(diǎn)放樣和曲線放樣及地籍測量中的界址點(diǎn)測量的方按設(shè)計(jì)，說明了 RTK 用于上述測量的方法及如何對(duì)測量結(jié)果的精 度進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)傳統(tǒng)測量方法存在的問題進(jìn)行論述，并結(jié)合 RTK 的技術(shù)特點(diǎn)，通過對(duì)比分析，說明了 RTK 用于點(diǎn)放樣、曲線放樣及界址點(diǎn)的測量的可行性進(jìn)行及優(yōu)點(diǎn)，得出了 RTK 是可以用于上述測量的結(jié)論。 4 第 2 章 RTK 的基本原理、誤差來源 及作業(yè)過程 RTK 的基本原理、誤差來源及作業(yè)過程 高精度的 GPS測量必須采用載波相位觀測值， RTK 定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在 RTK 作 業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不到一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個(gè)歷元的實(shí)時(shí)處理，只要能保持5顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動(dòng)站可隨時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果。 RTK 系統(tǒng)可 應(yīng)用于兩項(xiàng)主要測量任務(wù)，即測點(diǎn)定位和測設(shè)放樣。 RTK 的基本原理、系統(tǒng)組成及工作條件 RTK（ Real Time Kinematic）技術(shù)是以載波相位測量與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的以載波相位測量為依據(jù)的實(shí)時(shí)差分 GPS測量技術(shù)，是 GPS 測量技術(shù)發(fā)展里程中的一個(gè)標(biāo)志，是一種高校的定位技術(shù)。它是利用 2臺(tái)以上 GPS 接收機(jī)同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，其中一臺(tái)安置在已知坐標(biāo)點(diǎn)上作為基準(zhǔn)站，另一臺(tái)用來測定未知點(diǎn)的坐標(biāo) —— 移動(dòng)站，基準(zhǔn)站根據(jù)該點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)求出其到衛(wèi)星的距離改正數(shù)并將這一改正數(shù)發(fā)給移動(dòng)站，移動(dòng)站根據(jù)這一改 正數(shù)來改正其定位結(jié)果，從而大大提高定位精度。它能夠?qū)崟r(shí)的地提供測站點(diǎn)指定坐標(biāo)系的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。 RTK 技術(shù)根據(jù)差分方法的不同分為修正法和差分法。修正法是將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給移動(dòng)站，改正移動(dòng)站接收到的載波相位，再解求坐標(biāo)；差分法是將基準(zhǔn)站采集到的載波相位發(fā)送給移動(dòng)站，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。 RTK 的關(guān)鍵技術(shù)主要是初始整周期模糊度的快速解算數(shù)據(jù)鏈的優(yōu)質(zhì)完成 —— 實(shí)現(xiàn)高波特率數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院蛷?qiáng)抗干擾性。 RTK工作原理及模式如下圖 。 5 圖 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(dòng)站接收機(jī)。 RTK 系統(tǒng)正常工作要具備以下三個(gè)條件：第一，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收到 5顆以上 GPS 衛(wèi)星信號(hào)；第二，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收到衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)；第三，基準(zhǔn)站和移動(dòng)站要連續(xù)接收 GPS 衛(wèi)星信號(hào)和基準(zhǔn)站發(fā)出的差分信號(hào)。 即移動(dòng)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(hào)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(duì)流層誤差。對(duì)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(dòng)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(dòng)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(hào)的頻率、方位角和高度角。天線相位中心的變化， 基準(zhǔn)站 基準(zhǔn)站信號(hào)發(fā)射天線 RTK 天線 傳感器 控制器 調(diào)制解調(diào)器 移動(dòng)站 基準(zhǔn)站信號(hào)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 6 可使點(diǎn)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(yàn)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(diǎn)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(hào)干擾 ：信號(hào)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(tái)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(diǎn)時(shí)遠(yuǎn)離這些干擾源，離無線電發(fā)射臺(tái)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(dòng)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(shí)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(duì)誤差影響約為 1 106? ，就短基線 (lOkm)而言，對(duì)結(jié)果的影響可忽略不計(jì)，但是對(duì) 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(dòng)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(dòng)最強(qiáng)時(shí)為最弱時(shí)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(gè)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(shí)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(huì)受到嚴(yán)重影響。太陽黑子平靜期，其誤差一般小于 5 106? 。 對(duì)流層誤差 ： 對(duì)流層誤差同點(diǎn)間距離和點(diǎn)間高差密切相關(guān)，一般可達(dá) 3 106? 。 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(jí)，一般系統(tǒng)標(biāo)稱精度為 10mm+2 106? 。工程實(shí)踐和研究證明 RTK 測量能達(dá)到厘米級(jí)精度。有研究表明，RTK測量的平面精度在數(shù)據(jù)鏈信號(hào)接收半徑小于 4km 時(shí)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(shí)測量誤差明顯增大。另外作業(yè)時(shí)接收到的衛(wèi) 7 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(diǎn) 工作效率高 ：在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的 RTK 設(shè)站一次即可測完 4km 半徑的測區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測量儀器的設(shè)站次數(shù)，移動(dòng)站一人操作即可，勞動(dòng)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(jí)。 全天候作業(yè) ： RTK 測量不要求基準(zhǔn)站、移動(dòng)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(dòng)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(dòng)站利用軟件控制系統(tǒng)， 無需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)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(shí)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(chǔ)、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便地與計(jì)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(huì)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(shí)不在于 RTK 本身，而是源于整個(gè) 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(hào)。相對(duì)而言，這些信號(hào)頻率高、信號(hào)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(shí)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(huì)對(duì)系統(tǒng)的操作產(chǎn)生不良影響。有些物體如房屋，會(huì)完全屏蔽衛(wèi)星信號(hào)。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(huì)部分阻擋、反射或折射信號(hào)。 GPS 信號(hào)的接收在樹林茂密的地區(qū)會(huì)很差。樹林中有時(shí)會(huì)有足夠的信號(hào)來計(jì)算概略位置，但信號(hào)清晰度難以達(dá)到厘米