浅谈RTK精确度受外部因素的影响

浅谈 RTK精确度受外部因素的影响

卫志鹏 李刚 徐天琪 王钊

中建八局轨道交通建设有限公司

摘要：GPS的出现使我们生活更加的方便快捷，同时它也在工程技术方面有着不可代替的的作用。RTK就是在其中诞生的的。RTK的诞生让测量从“冷兵器时代”直接提升到“高科技时代”，GPS虽然更加的精确和迅速，但是它也有一些不足之处。

关键词：GPS；环境影响；精准度

GPS体系是分别由基准站、移动站和卫星空间共同组成。GPS是接收来自卫星的无线电信号，实现导航定位。RTK是一种载波相位差分技术，是对两个测量站载波相位观测值进行实时分析处理的差分方式。RTK是将基准站收集的载波相位发送给移动站。它的出现为工程放样、地形测量等测量工作带来了新的测量方法和原理，大大提高了作业效率，使得测量工作呈现出了不一样的光芒。

一、RTK的工作原理

RTK 的作业原理是在已知控制点上设立基准站，通过基准站接收到的卫星信号再通过无线通信网络实时发送给用户。卫星通过接收用户的移动站和基准站接收到的卫星信号，得到基准站与移动站之间的坐标增量。RTK技术是一种便捷的、新型的空间测量方式。为了获得厘米级甚至毫米级的定位精度，需要解决动态、静态和快速的测量问题。RTK的诞生，是GPS应用中的一个重大的里程碑。它的主要功能是工程放样和地形测绘等重要的测量工作。为各类控制测量人员在野外工作带来了新的曙光，大大提高了工作效率。但同时，RTK技术仍存在一系列的缺陷，如不能有效处理这些缺陷，往往会给工作造成很大不便，所以探讨如何处理RTK技术的缺陷就显得很有必要。

二、RTK的优点

工作效率高。在一般地势平坦条件下，高质量的RTK可以同时测量半径为5千米的区域，大大减少了传统测量中所需的大量的控制点和仪器的不停换站。RTK 测量只需要一个人来操作，每点在测量时只需停留1到2秒，即可完成此点的测量工作。在公路线路测量中，每天可完成6至8公里的中线测量，同时中线的布设可完成中桩的水准测量。如果用于地形测量，0.5公里地形测量的精度和作业效率是传统测量根本无法相提并论的。而且RTK测量定位精度高，没有误差积累。只要满足 RTK 的基本工作环境条件，RTK 的坐标和高度精度在一定的工作半径内可达到厘米甚至毫米，且不存在误差累积。RTK在操作的时候自动化程度高，能够轻松的胜任各个领域的测绘工作。而且移动站配备了高效的手册，相当于一台小型计算机，内置专业软件可以自动实现各种绘图功能，减少人为错误，保证操作的准确性。

三、RTK的缺点

1、RTK技术虽然具有传统仪器无法比拟的优点，但也存在一些不可避免的缺点、全球定位系统的整体设计于一九七三年完成，受当时的技术限制，整体设计存在许多不足之处。随着时间的推移和用户需求的激增，GPS的卫星空间组成和信号的强度已经完全不能满足当前人们的需求。虽然卫星系统的位置对于美国来说是最佳的，但世界上仍有一些地区不能被卫星信号所完全覆盖。在卫星的盲区时，卫星的信号强度非常之低，RTK在测量的过程之中很难得到固定解。同时，在一些大气层干扰严重的地区，GPS仍然不能正常使用使用。

2、受到对空视环境影响。在山区、林区和城镇高层建筑的工作中，GPS卫星信号很容易就会被屏蔽掉，信号强度低，卫星空间结构差，容易失锁，难以接收信号，甚至根本就接收不到信号，影响正常的运行。

3、数据链无线电也很容易受到影响。在数据链无线信号传输过程中，容易受到山区、林区、高层建筑和各种高频信号源影响。此外，当RTK的工作半径超过一定距离时，测量误差就会超过极限值，实际工作有效半径小于其标称半径。

4、空间环境对于RTK工作的影响，由于RTK移动站和基准站存在一定的距离，而且移动站一直都在移动，两者使用的是同一个卫星，两者的空间环境不同，所以两者所公用的卫星一直处于一个动态变化的状态。如果两者所公用的同一个卫星未能达到解算要求，则移动站所测出的数据和实际数据将会有很大的差距。天空中如果云层中太厚的话，卫星就无法接收到来自基准站和移动站的信号，这些基准站和移动站接收不到来自卫星的信号。如果移动站在移动过程中，过于靠近高压电等强干扰源，则移动站会受到电磁干扰降低RTK的性能，干扰范围越大则RTK的有效范围就越小。如果工作环境在许多高大的建筑物、深山树林、大片水域之中，卫星的信号会被阻断，卫星的盲区和卫星信号薄弱的地方也不适合使用RTK。如果移动站超出了基准站的有效广播范围，则移动站与基准站之间的数据链将会特别薄弱，或者处于单点状态，无法进行测量。

四、提高RTK精度的方法

1、在工作之前先将仪器送到权威的机构进行检测；

2、在现场施工测量准备工作之前，应该优先校正水平气泡;

3、进行实地测量，在投入工作之前要先进行实地测量，对于RTK各方面的性能进行检测，例如：采集点的速度、采集点的精准度、各个联接之间的情况等；

4、要熟悉仪器的特性，在各种情况之下进行反复实验，摸清各种情况下仪器的特性，在各种情况下的精准度、和仪器的适用范围；设置参考站时，选择地形开阔、位置控制点高、易于接收卫星信号和数据链路信号的地点6、由于有多路径效应，所以我们在设置基准站之时，要避免平坦光滑的地面和平整的建筑平面，基准站的天线选用扼流圈天线等。

五、结束语

测量工作在一个工程项目中是重中之重，RTK的精准测量更是现场施工的保证。所以一定要不断地提高RTK的测量精度，从根本上保证现场施工的准确。

参考文献

[1] 孙晋生，孙中行，代丽霞 . GPS RTK 技术在地形测量中的应用 [J]. 吉林地质，2011. 

[2] 邢子丰，邢苒苒 . GPS-RTK 在地形测量中的应用 [J] .内蒙古水利，2012. 

[3]朱金海，丛枝鲜，马俊海 . GPSRTK在城镇地籍调查中应用 [J] . 交通科技与经济，2009.