rtk在城市工程测量中应用探究

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1、RTK在城市工程测量中应用探究摘要：本文基于笔者多年从事城市工程测量的相关工作经验，以广州城市工程测量任务为工程背景，探讨了基于RTK工程测量与精度分析评价方法，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。关键词：CORS系统RTK作业质量控制精度分析中图分类号：TB22文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0060-02目前，实时动态测量技术（RealTimeKinematic，简称RTK）以其实时、高效、不受通视条件限制等优点，已广泛应用于工程控制测量、像片控制测量、施工放样测量及地形碎部测量等诸

2、多方面，倍受用户青睐。但是，相对于GPS静态测量，RTK的实时性也给测量人员提出了更高的要求。因为RTK测量缺少必要的检核条件，作业时如果操作失误或某些技术问题处理不当，都将会给测量成果带来严重影响。因此，及时了解RTK的技术特点及提高RTK测量成果精度的关键技术，对RTK测量将大有裨益。1RTK的原理7RTK是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的厘米级精度的三维定位结果。RTK测量系统通常由3部分组成，即GPS信号接收部分（GPS接收机及天线）、实时数据传输部分（数据链，俗称电台）和实时数据处理部分（GPS控制器及其随机实时数据处

3、理软件）。RTK测量是根据GPS的相对定位理论，将一台接收机设置在已知点上（基准站）；另一台或几台接收机放在待测点上（移动站），同步采集相同卫星的信号。基准站在接收GPS信号并进行载波相位测量的同时，通过数据链将其观测值、卫星跟踪状态和测站坐标信息一起传送给移动站；移动站通过数据链接收来自基准站的数据，然后利用GPS控制器内置的随机实时数据处理软件与本机采集的GPS观测数据组成差分观测值进行实时处理，实时给出待测点的坐标、高程及实测精度，并将实测精度与预设精度指标进行比较，一旦实测精度符合要求，手簿将提示测量人员记录该点的三维坐标及其精度。作业时，移动站可处于静止状态，也可处于

4、运动状态；可在已知点上先进行初始化后再进行动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊值的搜索求解。在整周模糊值固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持4颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则移动站可随时给出待测点的厘米级的三维坐标。2RTK的特点2.1RTK的误差7RTK测量的误差同GPS静态定位的误差类似，一般可分为两类，即同测站有关的误差和同距离有关的误差。同测站有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素影响等。其中多径误差是RTK定位测量中最严重的误差。多径误差主要取决于GPS接收机天线周围的环境，若天线周围有高大建筑物

5、或大面积水面时，将对电磁波有强反射作用。即天线接收的信号不但有直接从卫星发射的信号，还有从反射体反射的电磁波，这两种信号叠加作为观测量，将对定位产生误差。通常情况下，多径误差为1～5cm，高反射环境下可达10cm以上，且多径误差的大小常以5～20min的周期性变化，这对RTK测量将产生严重影响。同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。目前轨道误差只有几米，其残余的相对误差约为1×10-6D，对长度小于10km的基线而言，其影响可忽略不计。电离层误差同太阳黑子活动密切相关，一般情况下，其影响小于5×10-6D，而当太阳黑子爆发时，影响值可达50×10-6D。对流层误

6、差同点间距离和高差有关，一般影响在3×10-6D以内。对于同测站有关的误差可通过各种校正方法和有效措施予以削弱，而同距离有关的误差将随移动站至基准站的距离增大而加大。因此，在进行RTK测量时，除采取有效措施削弱测量误差外，还要对作业半径加以限制。72.2整周模糊值研究表明，确定整周模糊值（即初始化）的时间和可靠性，是RTK系统能否实时、准确定位的关键。在正常条件下，地面两点间距离较短时，系统能够模拟电离层和对流层的影响，其残余影响也可通过对观测值的差分处理予以消除或减弱。但电离层的电子含量会随时空发生剧烈变化，卫星信号到达基准站和移动站将有不同的影响，且基线越长，影响越大，当电

7、离层剧烈活动时，将导致周跳或失锁，即使是短基线也需要大大延长观测时间才能固定整周模糊值，严重时（如太阳黑子爆发时）甚至根本不能固定整周模糊值。实践证明，确定整周模糊值的时间和可靠性取决于4个因素，即接收机类型（单频或双频）、所观测卫星的个数、移动站至基准站的距离及RTK软件质量。一般地，双频RTK初始化的时间比单频RTK要短，而且同距离的关系不大；解算时采用的星数越多，RTK的精确性和可靠性越好；移动站至基准站的距离越近，其初始化的时间也越短。2.3数据链RTK测量时，移动站需要实时地接收基