RTK的基礎知識

原理一：實時載波相位差分

我們知道，在利用GPS進行定位時，會受到各種各樣因素的影響(見上節中的GPS誤差源),為了消除這些誤差源,必須使用兩臺以上的GPS接收機同步工作。GPS靜態測量的方法是各個接收機獨立觀測，然后用后處理軟件進行差分解算。那么對于RTK測量來說，仍然是差分解算，只不過是實時的差分計算。

也就是說，兩臺接收機（一臺基準站，一臺流動站）都在觀測衛星數據，同時，基準站通過其發射電臺把所接收的載波相位信號（或載波相位差分改正信號）發射出去；那么，流動站在接收衛星信號的同時也通過其接收電臺接收基準站的電臺信號；在這兩信號的基礎上，流動站上的固化軟件就可以實現差分計算，從而精確地定出基準站與流動站的空間相對位置關系。在這一過程中，由于觀測條件、信號源等的影響會有誤差，即為儀器標定誤差,一般為平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm。

空間相對位置關系不是我們要的最終值,因此還有一步工作就是把空間相對位置關系納入我們需要的坐標系中。GPS直接反映的是WGS-84坐標,而我們平時用的則是北京54坐標系或西安80坐標系,所以要通過坐標轉換把GPS的觀測成果變成我們需要的坐標。

原理二：坐標轉換

這個工作有多種模型可以實現，我們的軟件采用的是平面與高程分開轉換，平面坐標轉換采用先將GPS測得成果投影成平面坐標，再用已知控制點計算二維相似變換的四參數，高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型，利用已知水準點計算出該測區的待測點的高程異常，從而求出他們的高程。坐標轉換也會帶來誤差，該項誤差主要取決于已知點的精度和已知點的分布情況。

從上可以看出，RTK的測量精度包括兩個部分，其一是GPS的測量誤差，其二是坐標轉換帶來的誤差。

對于南方RTK設備來說，這兩項誤差都能夠反映，GPS的測量誤差在實時測量時可以從手簿上的工程之星中看得到（HRMS 和 VRMS）。對于坐標轉換誤差來說，又可能有兩個誤差源，一是投影帶來的誤差，二是已知點誤差的傳遞。當用三個以上的平面已知點進行校正時，計算轉換四參數的同時會給出轉換參數的中誤差（北方向分量和東方向分量,必須通過控制點坐標庫進行校正才能得到)。

值得注意的是，如果此時發現轉換參數中誤差比較大（比如，大于5cm）,而在采集點時實時顯示的測量誤差在標稱精度范圍之內，則可以判定是已知點的問題(有可能找錯點或輸錯點)，有可能已知點的精度不夠，也有可能已知點的分布不均勻。

當平面已知點只有兩個時，則只能滿足計算坐標轉換四參數的必要條件，無多余條件，也就不能給出坐標轉換的精度評定,此時，可以從查看四參數中的尺度比ρ來檢驗坐標轉換的精度，該值理想值為1，如果發現ρ偏離1較多（比如：|ρ-1|≧1/40000，超出了工程精度），則在保證GPS測量精度滿足要求的情況下，可判定已知點有問題。

RTK測量注意事項

參考站要求

參考站的點位選擇必須嚴格。因為參考站接收機每次衛星信號失鎖將會影響網絡內所有流動站的正常工作。

1）周圍應視野開闊，截止高度角應超過15度,周圍無信號反射物（大面積水域、大型建筑物等），以減少多路徑干擾。并要盡量避開交通要道、過往行人的干擾。

2）參考站應盡量設置于相對制高點上，以方便播發差分改正信號。

3）參考站要遠離微波塔、通信塔等大型電磁發射源200米外，要遠離高壓輸電線路、通訊線路50米外。關注并星標《測繪之家》微信公眾號，獲取更多測繪技術干貨。

４）RTK作業期間，參考站不允許移動或關機又重新啟動，若重啟動后必須重新校正。

５）參考站連結必須正確，注意虛電池的正負極（紅正黑負）．

６）參考站主機開機后，需等到差分信號正常發射方可離開參考站，Ｓ８２表現為ＤＬ指示燈每５秒鐘快閃２次．Ｓ８６表現為ＲＸ指示燈每５秒鐘快閃２次。

流動站要求

１）在RTK作業前，應首先檢查儀器內存容量能否滿足工作需要，并備足電源。

２）在打開工程之星之后，首先要確保手簿與主機藍牙連通。

３）為了保證RTK的高精度,最好有三個以上平面坐標已知點進行校正，而且點精度要均等，并要均勻分布于測區周圍,要利用坐標轉換中誤差對轉換參數的精度進行評定.如果利用兩點校正,一定要注意尺度比是否接近于1。

４）由于流動站一般采用缺省2m流動桿作業，當高度不同時，應修正此值。

５） 在信號受影響的點位，為提高效率，可將儀器移到開闊處或升高天線，待數據鏈鎖定達到固定后，再小心無傾斜地移回待定點或放低天線，一般可以初始化成功。