rtk技术在测绘领域的应用.doc

RTK技术在测绘领域的应用 导语：?本文通过对国内自主研发的单频RTK产品进行实地测试及数据分析，进一步说明RTK的高精度、快速、简洁易用等特性在测绘领域的应用意义。 1 引言 RTK测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术。众所周之，GPS测量工作模式有静态、快速静态和动态相对定位等，但用这些测量模式时，如果不与数据传输系统相结合，其定位结果均需要通过测后处理而获得。由于测量数据需要在测后处理，所以上述几种测量模式均无法实时地给出观测站的定位结果，而且也不能对基准站和用户观测数据的质量进行实时地检验，因而难以避免在后处理数据时发现不合格的测量成果，造成需进行返工重测的情况。 过去解决这一问题的措施，主要是延长测量时间，以获得大量的多余数据，来保障测量结果的可靠性，但是这样大大降低了测量工作的效率。 实时动态测量的基本思想是，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其测量数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的测量数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站测量数据的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功，以减少冗余测量，缩短测量时间。 [b]2 RTK技术原理[/b] RTK（Real Time Kinematic）实时动态定位技术，是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术，是利用两台或两台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基站，其它作为移动站。在RTK作业模式下，基站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动站。移动站不仅通过数据链接收来自基站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出毫米级的定位结果，历时不到一秒钟。移动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，移动站可随时给出毫米级定位结果。RTK技术受外界条件限制小，只要满足工作条件，就能快速、高精度地完成定位作业。 [b]3 RTK测量系统的构成[/b] RTK测量系统主要由三部分构成： ● GPS接收设备； ● 数据传输系统； ● 软件系统。 3.1 GPS接收设备 RTK测量系统中，至少包含二台接收机，分别安置在基站和移动站上。基站应设在测区内地势较高，视野开阔，且坐标已知的点上。在城区可考虑设在楼顶平台上。作业期间，基站的接收机应连续跟踪全部可见GPS卫星，并将测量数据通过数据传输系统，实时地发送给移动站。 3.2 数据传输系统 数据传输系统，由基站的发射台和移动站的接收台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。 数据传输设备要充分保证传输数据的可靠性，其频率和功率的选择主要决定于移动站与基站间的距离、环境质量及数据的传输速度。 3.3 支持实时动态测量的软件系统 软件系统的质量与功能，对于保障实时动态测量的可行性测量结果的精确性与可靠性，具有决定性的意义。 [b]4 RTK产品的测试[/b] 此次测试的产品为北京星网宇达科技开发有限公司（）提供的XW-GPS1010、XW-GPS1020 RTK系统。此款产品为该公司自主研发，采用单频GPS载波测量技术，作用距离在2Km内静态水平精度为±3mm+1ppm、高程精度为±6mm+1ppm，标称精度可与双频RTK系统相媲美，属于RTK中的高端产品。 XW-GPS1020指标： 实验采用定点测试的方法，主要观察RTK系统在城区实际应用中的有效性及测量精度。由于在城区高楼林立、高空遮挡严重，对GPS信号的干扰较为严重，容易造成无法接受卫星信号及楼体对卫星信号的多路径干扰等等，因此，我们的测试地点选为某高层写字楼的楼顶，这样能尽量减少遮挡及多路径干扰等问题。 测试分为5米定点距离测试和变换定点距离测试两种： 5米定点距离测试：基站固定不动，在以基站为圆心5米为半径的圆周上随机取三个点，将移动站分别放在三个点上进行测量。 变换定点距离测试：基站固定不动，以基站为原点分别取距其2米、3米、