【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜的水面。灌木叢、草和其它地面植被能較好地吸收微波信號(hào)的能量，是較理想的設(shè)站地址。翻耕后的土地和其它粗糙不平的地面反射能力也較差，也可選站。（2）測(cè)站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。以避免反射信號(hào)從天線抑徑板上放進(jìn)入天線，產(chǎn)生多路徑誤差。（3）測(cè)站應(yīng)離開高層建筑物。觀測(cè)時(shí)，汽車也不要停放的離測(cè)站過(guò)近。2對(duì)接收機(jī)天線的要求。（1）在天線中設(shè)置抑徑板，通過(guò)抑徑板來(lái)阻止被地面反射的衛(wèi)星信號(hào)，來(lái)避免讀路徑誤差的產(chǎn)生。（2）改進(jìn)接收天線。接收天線對(duì)于極化特性不同的反射信號(hào)應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。3在靜態(tài)定位時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，多路徑誤差的影響可大大減弱。4結(jié)論通過(guò)對(duì)GPS測(cè)量的誤差分析，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差（衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差以及大氣折射誤差）的減弱，主要靠通過(guò)改進(jìn)接收機(jī)的性能和增強(qiáng)衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展；而偶然誤差（信號(hào)的多路徑效應(yīng)、接收機(jī)的位置誤差、天線相位中心位置誤差）的減弱，可以通過(guò)測(cè)量人員的工作態(tài)度和工作熱情，以及經(jīng)驗(yàn)的豐富來(lái)減弱。GPSRTK技術(shù)研究1RTK技術(shù)RTK（RealTimeKinematic）技術(shù)是差分GPS 定位技術(shù)，也稱載波相位差分技術(shù)。差分GPS定位技術(shù)是一種高效的定位技術(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(lái)測(cè)定未知點(diǎn)的坐標(biāo)——稱移動(dòng)站，基準(zhǔn)站根據(jù)該點(diǎn)的精確坐標(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(lái)改正其定位結(jié)果，從而大大提高定位精度；是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法，它又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)給移動(dòng)站，改正移動(dòng)站接收到的載波相位，再求解坐標(biāo)，也稱準(zhǔn)RTK。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)行求差結(jié)算坐標(biāo)，也稱真正的RTK。RTK工作原理及模式 RTK技術(shù)的關(guān)鍵是初始調(diào)整模糊度的快速解算、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)干擾性。2RTK正常工作的基本條件基準(zhǔn)站和移動(dòng)站同時(shí)接收到5顆以上GPS衛(wèi)星信號(hào)。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)。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)站遷站的過(guò)程中不能關(guān)機(jī)，不能失鎖，否則RTK需重新初始化。3RTK的精度RTK技術(shù)采用求差法降低了載波相位的測(cè)量改正后的殘余誤差及接收機(jī)鐘差和衛(wèi)星改正后的殘余誤差等因素的影響，使測(cè)量精度達(dá)到厘米級(jí)，一般系統(tǒng)標(biāo)稱精度為1CM+2PPM。工程實(shí)踐和研究均證明RTK能達(dá)到厘米級(jí)精度。RTK的平面精度：通過(guò)對(duì)AshtechZ—12的研究表明：（1）數(shù)據(jù)鏈信號(hào)接受半徑超過(guò)15KM，但RTK測(cè)量結(jié)果只在4KM的范圍內(nèi)保持了較高精度（用全站儀檢查其中誤差在2CM以內(nèi)），4KM以外的測(cè)量結(jié)果精度明顯降低。（2）接收到的衛(wèi)星數(shù)目越少測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)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的測(cè)高精度：為檢驗(yàn)AshtechZ—12的測(cè)高精度（標(biāo)稱精度為垂直30MM+2PPM），通過(guò)對(duì)462個(gè)點(diǎn)的觀測(cè)誤差分析，得出：（1），標(biāo)準(zhǔn)差8MM。，有98%的數(shù)據(jù)中誤差小于30MM。即RTK的固定解能達(dá)到儀器標(biāo)稱精度。（2）當(dāng)VDOP2時(shí)，觀測(cè)結(jié)果最優(yōu)，當(dāng)VDOP4時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差明顯增大，但仍優(yōu)于標(biāo)稱精度，可見衛(wèi)星分布對(duì)高程精度有影響，但影響結(jié)果不大。（3）當(dāng)接收衛(wèi)星數(shù)目超過(guò)6顆時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差變化不顯著，當(dāng)接收衛(wèi)星數(shù)目為5顆時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差明顯增大，但仍優(yōu)于標(biāo)稱精度。（4）可見，只要接收衛(wèi)星數(shù)目超過(guò)6顆，VDOP4，能得出固定解，這時(shí)RTK就能達(dá)到測(cè)高標(biāo)稱精度。4RTK數(shù)據(jù)的傳輸特性及RTK使用的范圍要使RTK連續(xù)快速地獲得固定解，就必須使RTK移動(dòng)站連續(xù)、可靠、快速地接收到基準(zhǔn)站發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)鏈信號(hào)，數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)母呖煽啃院蛷?qiáng)抗干擾性主要受地形地勢(shì)的影響。目前，RTK系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸多采用超高頻（UHF）、特高頻（VHF）和高頻（HF）播發(fā)差分信號(hào)，這三種頻率的特點(diǎn)如表所示。表1三種頻率信號(hào)的特點(diǎn)頻段比較 UHF VHF HF傳播方式 直線傳播 直線傳播 電離層反射傳播距離（KM） 0—50 50—100 100繞射性能 很小 很小 大盲區(qū) 無(wú) 無(wú) 有噪聲 很小 很小 大投資比 1 1 50采用30W電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈的傳輸距離比較：目前，在國(guó)際測(cè)繪領(lǐng)域的RTK應(yīng)用中，無(wú)論單頻和雙頻RTK系統(tǒng)，都采用UHF電臺(tái)播發(fā)差分信號(hào)。UHF是超短波，若基準(zhǔn)站的發(fā)射天線和流動(dòng)站的接收天線均沒有足夠的高度，超短波沿地球表面繞射傳播，這樣電磁波在傳播過(guò)程中不斷被地面吸收而迅速衰弱，嚴(yán)重的限制了RTK的有效工作半徑；若基準(zhǔn)站的發(fā)射天線和流動(dòng)站的接收天線均有一定的高度且在直視距離內(nèi)，超短波將以直線波和地面反射波組成的相干傳播方式傳播，使RTK的有效工作半徑大大增強(qiáng)，一般可達(dá)15KM，最大可達(dá)40多KM，但是，如果基準(zhǔn)站的發(fā)射天線和流動(dòng)站的接收天線由于障礙物阻隔不在直視距離內(nèi)時(shí)，情況較為復(fù)雜。在城鎮(zhèn)的密樓區(qū)，基準(zhǔn)站的發(fā)射天線和流動(dòng)站的天線在不能直接通視時(shí)主要靠反射波取得改正數(shù)據(jù)，這樣，RTK的有效作業(yè)半徑就會(huì)很小，有時(shí)只有幾百米。在野外，障礙物是樹木等電磁波可以有效穿透的物體時(shí)，數(shù)據(jù)鏈可以有效的傳輸；如果障礙物是較低的山體，流動(dòng)站的接收天線可能接收到從障礙山體繞射過(guò)來(lái)的電磁波和從旁邊較高山體反射過(guò)來(lái)的電磁波，這樣RTK能夠正常工作，實(shí)驗(yàn)表明有時(shí)障礙山體后面的電磁波場(chǎng)強(qiáng)由于多路信號(hào)迭加而增強(qiáng)；如果障礙物是很高的山體，電磁波的繞射和反射性能不發(fā)揮作用，則RTK不能正常工作。因此，為了接收到基準(zhǔn)站播發(fā)的差分信號(hào)要求基準(zhǔn)站和移動(dòng)站的天線必須滿足“電磁波通視”——即電磁波能從基準(zhǔn)站通過(guò)直射、繞射和反射等傳播方式有效地到達(dá)移動(dòng)站，這樣在平坦地區(qū)的幾公里范圍內(nèi)，一般都能順利進(jìn)行RTK測(cè)量。但在其他地區(qū)如果數(shù)據(jù)鏈不能正常傳輸（即使同時(shí)接收到5顆以上有效衛(wèi)星），則也難以成功實(shí)施RTK測(cè)量。在這種條件下，進(jìn)行RTK測(cè)量時(shí)，可采取以下解決辦法：（1）把RTK的基準(zhǔn)站布設(shè)在RTK有效測(cè)區(qū)中央最高的控制點(diǎn)。（2）使用高增益天線及高靈敏度接收機(jī)。（3）提高基準(zhǔn)站和流動(dòng)站天線的架設(shè)高度。（4）縮短各點(diǎn)到基準(zhǔn)站的距離，使其能滿足“電磁波通視”，在地形、地物遮擋時(shí)，另增設(shè)中繼站。但是，這些措施在外業(yè)時(shí)將增加很多困難，因此，采用RTK技術(shù)要求CM級(jí)定位精度時(shí)，一般都限定移動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離為幾公里。5RTK的誤差特性及控制方法RTK定位的誤差，一般分兩類（1）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)干擾和氣象因素等。（2）同距離有關(guān)的誤差：包括軌道誤差、電離層誤差和對(duì)流層誤差等。對(duì)基準(zhǔn)站而言，同儀器和干擾有關(guān)的誤差可通過(guò)各種矯正方法予以消弱，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)半徑是非常有限的（一般為幾公里）。同儀器和干擾有關(guān)的誤差（1）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，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定位精度，必須進(jìn)行天線檢驗(yàn)校正，檢驗(yàn)方法分為實(shí)驗(yàn)室的絕對(duì)檢驗(yàn)法和野外檢驗(yàn)法。（2）多路徑誤差：多路徑誤差是RTK定位測(cè)量中最嚴(yán)重的誤差。多路徑誤差取決于天線周圍的環(huán)境。多路徑誤差一般為幾CM，高反射環(huán)境下可超過(guò)10CM。多路徑誤差可通過(guò)下列措施予以消弱：A、 選擇地形開闊、不具反射面的點(diǎn)位。B、 采用扼流圈天線。C、 采用具有消弱多路徑誤差的各種技術(shù)天線。D、 基準(zhǔn)站附近輔設(shè)吸收電波的材料。（3）信號(hào)干擾：信號(hào)干擾可能有多種原因，如無(wú)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。為了消弱電磁波輻射副作用，必須在選點(diǎn)時(shí)遠(yuǎn)離這些干擾源，離無(wú)線電發(fā)射臺(tái)應(yīng)超過(guò)200米，離高壓線應(yīng)超過(guò)50米。在基準(zhǔn)站消弱天線電噪聲最有效的方法是連續(xù)監(jiān)測(cè)所有可見衛(wèi)星的周跳和信噪比。（4）氣象因素：快速運(yùn)動(dòng)的氣象鋒面，可能導(dǎo)致觀測(cè)坐標(biāo)的變化達(dá)到1—2DM。因此，在天氣急劇變化時(shí)不適宜進(jìn)行RTK測(cè)量。同距離有關(guān)的誤差同距離有關(guān)的誤差的主要部分可通過(guò)多基準(zhǔn)站技術(shù)消除。但是，其殘余部分也隨著至基準(zhǔn)站距離的增加而加大。（1）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1PPM，就短基線（10KM）而言，對(duì)結(jié)果影響可以忽略不計(jì)。但是，對(duì)20—30KM的基線則可達(dá)到幾厘米。（2）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(yáng)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(yáng)黑子最強(qiáng)時(shí)為最弱時(shí)的4倍。利用下列方法使電離層的誤差得到有效的消除和消弱：A、 利用雙頻接收機(jī)將L1和L2的觀測(cè)值進(jìn)行線形組來(lái)消除電離層的影響。B、 利用兩個(gè)以上觀測(cè)站同步觀測(cè)量求差（短基線）。C、 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方法。但在太陽(yáng)黑子爆發(fā)期間，不但RTK測(cè)量無(wú)法進(jìn)行，即使靜態(tài)GPS測(cè)量也會(huì)受到嚴(yán)重影響，太陽(yáng)黑子平靜期，小于5PPM。（3）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)，一般可打3PPM。為了保證RTKCM級(jí)精度，要對(duì)測(cè)站有關(guān)誤差一起模擬。目前，常用的單、雙頻RTK 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)多為美國(guó)PCC公司35W（基準(zhǔn)站）和2W（移動(dòng)站）電臺(tái)。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)兩上頂之間能通視，距離為40KM時(shí)，也可以收到差分信號(hào)。但是，移動(dòng)站在城鎮(zhèn)區(qū)作業(yè)時(shí)，如兩點(diǎn)之間有房屋遮擋，即使相距1KM也很難接收到差分信號(hào)。因此，國(guó)際上將RTK技術(shù)通常只用于幾公里范圍內(nèi)、兩點(diǎn)之間能電磁波“通視”的坐標(biāo)測(cè)量。6RTK技術(shù)的測(cè)量速度RTK技術(shù)的測(cè)量速度主要由初始化所須時(shí)間決定，初始化所須時(shí)間又有RTK技術(shù)差別（各種的快速解算技術(shù)）、接收衛(wèi)星的數(shù)量和質(zhì)量、RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量等因素決定，快速解算技術(shù)越先進(jìn)，在一定高度角下接收到的衛(wèi)星數(shù)量越多、質(zhì)量越好，RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸質(zhì)量越高，初始化時(shí)間就所需時(shí)間越短。在良好的環(huán)境條件下，RTK初始化所需時(shí)間一般為幾十秒；不良環(huán)境條件下（尚滿足RTK基本工作條件），技術(shù)先進(jìn)的RTK也需要幾分鐘到幾十分鐘，其它機(jī)型RTK需要幾時(shí)分鐘甚至不能測(cè)量。如美國(guó)Ashtech生產(chǎn)的Z—X雙頻RTK在良好的環(huán)境條件下初始化需時(shí)間為2—10S，在不良環(huán)境條件下，仍能較順利地進(jìn)行RTK測(cè)量，主要是這種機(jī)型擁有先進(jìn)的Z—跟蹤專利技術(shù)、快速RTK（INSTANT—RTK）技術(shù)和多路徑消減專利技術(shù)，實(shí)驗(yàn)表明，即使測(cè)區(qū)內(nèi)有一部分地方環(huán)境惡劣，其觀測(cè)值點(diǎn)位中誤差仍在177。7RTK測(cè)量成果的質(zhì)量控制研究表明，RTK確定整周模糊度的可靠行最高為95%，RTK比靜態(tài)GPS還多出一些誤差因素（如數(shù)據(jù)鏈傳輸錯(cuò)誤等）。因此，和GPS靜態(tài)測(cè)量相比，RTK測(cè)量更容易出錯(cuò)，必須進(jìn)行質(zhì)量控制。質(zhì)量控制的方法主要有：（1）以知點(diǎn)檢核比較法。即在布測(cè)控制網(wǎng)時(shí)用靜態(tài)DPS或全站儀多測(cè)出一些控制點(diǎn)，然后用RTK測(cè)出這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較檢核，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題采用措施改正。（2）重測(cè)比較法。每次初始化成功后，先重測(cè)1—2個(gè)已測(cè)過(guò)的或控制點(diǎn)，確認(rèn)無(wú)誤后才進(jìn)行RTK測(cè)量。（3）電臺(tái)變頻實(shí)時(shí)檢測(cè)法。在測(cè)區(qū)內(nèi)建立兩個(gè)以上基準(zhǔn)站，每個(gè)基準(zhǔn)站采用不同的頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù)，流動(dòng)站用變頻開關(guān)有選擇性地分別接收每個(gè)基準(zhǔn)站繁榮改正數(shù)據(jù)從而得到兩個(gè)以上解算結(jié)果，比較這些結(jié)果就可判斷其質(zhì)量高低。以上方法中，最可靠的是已知點(diǎn)檢核比較法，但控制點(diǎn)的數(shù)量總是有限的，所以沒有控制點(diǎn)的地方需要用重測(cè)比較法來(lái)檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，電臺(tái)變頻實(shí)時(shí)檢測(cè)法的實(shí)時(shí)性好，但它需要具備一定的儀器條件。8GPSRTK技技術(shù)優(yōu)點(diǎn)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4KM半徑的測(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)，僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即可到一點(diǎn)坐標(biāo)，作業(yè)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)聲了外業(yè)費(fèi)用，提高了勞動(dòng)效率。定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累。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)（一般為4KM），RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)。如Ashtech的Z—X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”，因此，和傳統(tǒng)測(cè)量相比，RTK技術(shù)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(cè)量看來(lái)由于地形復(fù)雜、地面障礙而造成的難通視地區(qū)，只要滿足RTK的基本條件，它也能輕