RTK技术是一种新的(de)常用的GPS测(cè)量(liàng)方(fāng)法,以(yǐ)前(qián)的静态、快速静态、动(dòng)态测(cè)量都需要(yào)事后(hòu)进行解(jiě)算(suàn)才能获得厘米级的(de)精度(dù),而(ér)RTK是能够在(zài)野外实时得到厘米级定位(wèi)精(jīng)度的测量方法,它采用了载波相位(wèi)动态实时差(chà)分方(fāng)法,是GPS应用的重大(dà)里程碑,它的出现为工程放样、地形测(cè)图,各种控制测(cè)量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。但同时(shí),RTK技术仍存(cún)在一系列(liè)的缺(quē)陷(xiàn),如不(bú)能有效处理(lǐ)这些缺陷,往往会给工作造成很大不便,所以探讨如(rú)何处(chù)理(lǐ)RTK技术的缺陷就显得很有必要。
RTK技术的优点
1、作业效(xiào)率高
在一般的(de)地形地势下,高(gāo)质量的RTK设(shè)站(zhàn)一次即可测(cè)完5km半径的测区,大(dà)大减少了传(chuán)统测量所需的控制点数量(liàng)和测量仪器的“搬站”次数,仅需一人操作,每个放样点只需要停留1~2秒,就可以完(wán)成作业。在公路路(lù)线(xiàn)测量中,每小组(3~4人(rén))每天可(kě)完成中线测(cè)量6~8km,在中线(xiàn)放样的同时完成中桩抄平工作(zuò)。若用其进行地形测量,每小组(zǔ)每天可以(yǐ)完成0.8~1.5km2的地形(xíng)图测绘,其精(jīng)度(dù)和效率是常规测(cè)量(liàng)所无(wú)法比拟的。
2、定位精(jīng)度(dù)高,没有误差积累
只(zhī)要满(mǎn)足RTK的基本工作(zuò)条件,在一定的(de)作业半径范围(wéi)内(nèi)(一般为5km),RTK的平面精度和高程(chéng)精度都能达到厘米级,且不存在误差积(jī)累(lèi)。
3、全天候作业
RTK技术(shù)不要求两点间满足光学通视,只需要满足(zú)“电磁波通视和对(duì)空通视的要求(qiú)”,因此和传统测量相(xiàng)比(bǐ),RTK技术(shù)作业受限因(yīn)素少(shǎo),几(jǐ)乎可以全(quán)天候作(zuò)业。
4、RTK作业自动化、集成化(huà)程度高(gāo)
RTK可胜任(rèn)各种测绘外业。流动站配备(bèi)高效手持操(cāo)作手簿,内(nèi)置专业软件可自动实(shí)现(xiàn)多(duō)种测绘功能(néng),,减少人为误差,保证了作业(yè)精度。
RTK技术的缺点
虽然GPS技术有着常规仪器(qì)所不能比(bǐ)拟的优(yōu)点,但经过多年的工程实践证明,GPS RTK技术存在以下几方面不足。
1、受卫星(xīng)状况限制
GPS系统的总体设计方案是在1973年完成(chéng)的,受当时的技术限制,总体设(shè)计(jì)方案自(zì)身存在很多(duō)不足。随着时间的推移(yí)和用户要求的(de)日(rì)益提高,GPS卫星的空间(jiān)组成和卫星信号强度都不能满足当前的需要,当卫(wèi)星(xīng)系统位置对美国是最佳的时(shí)候,世界上有些(xiē)国家在某一确定的时间段(duàn)仍然(rán)不能很(hěn)好地被卫星所覆盖。例如在中、低纬度地区每天总有两次(cì)盲(máng)区,每次20~30分钟,盲区时(shí)卫星几何图(tú)形结构强度低,RTK测量很难得到固定解。同(tóng)时由于信号强(qiáng)度较弱,对(duì)空(kōng)遮(zhē)挡比较严重的地方,GPS无法正常(cháng)应用。
2、受(shòu)电离层影响
白天中午,受电离层干(gàn)扰大,共(gòng)用(yòng)卫星数少,因而初(chū)始化时间长甚(shèn)至(zhì)不能初始化(huà),也就无法(fǎ)进行测量。根据我们的实际经(jīng)验,每天中午12点(diǎn)~13点,RTK测量很(hěn)难得到固(gù)定解。
3、受数据链电台(tái)传输距离影响
数据链(liàn)电台信号在传输过(guò)程中(zhōng)易受外界环境(jìng)影响,如高大山体(tǐ)、建筑(zhù)物和各种高频信号源的干扰(rǎo),在传输过程中衰减严重,严重(chóng)影(yǐng)响(xiǎng)外业精度和作业(yè)半径。另外,当RTK作业半径超过一定(dìng)距离时,测量(liàng)结果(guǒ)误差超限,所以(yǐ)RTK的实际作业(yè)有效半径比其标称半径要小(xiǎo),工程实践和专(zhuān)门研究都证明(míng)了这一点。
4、受对空通视环境影响
在(zài)山区、林区、城镇密(mì)楼区等地作(zuò)业时(shí),GPS卫星信号被阻挡机会较多(duō),信号强(qiáng)度低(dī),卫星空(kōng)间结(jié)构差,容易造成失(shī)锁(suǒ),重新初始化困(kùn)难甚至无法完成初始化,影响(xiǎng)正常作业。
5、受高程异常(cháng)问题影响
RTK作业模式要求(qiú)高程的转换必须精(jīng)确,但(dàn)我国现有的高程异常分布(bù)图(tú)在有(yǒu)些(xiē)地区,尤其是山区,存在较大误差,在有些地区还是空白,这就(jiù)使得将GPS大地高程转换至(zhì)海拔高程的工作(zuò)变得比较困难,精度也(yě)不(bú)均(jun1)匀,影响(xiǎng)RTK的(de)高程测量精度。
6、不能达到100%的可靠(kào)度
RTK确定整周模(mó)糊度的可靠性为95~99%,在稳定性方面不(bú)及全(quán)站仪,这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况(kuàng)、数据链传输状况(kuàng)影响(xiǎng)的缘故。
提高RTK作业效率的方法
虽然RTK有如上所述(shù)的缺点,但(dàn)经大量的工(gōng)程实践证明,其优点远远大于缺(quē)点,况且(qiě)有些优(yōu)点是常规测量方法所不能比(bǐ)拟的(de),因而RTK测量技(jì)术(shù)才风(fēng)靡全国,在测量(liàng)界引(yǐn)发了一场技术革命(mìng)。针对RTK技(jì)术的(de)缺点,通过这几年(nián)的工程(chéng)实践,我们摸(mō)索(suǒ)出下面几(jǐ)条优(yōu)化施测方法(fǎ),以在目前的(de)GPS技术水平下弥补RTK技术(shù)的(de)不(bú)足,提高(gāo)作业效率。
1、摸清(qīng)仪器(qì)特性
通过在各种条件(jiàn)下反复试(shì)验,摸清仪(yí)器各种(zhǒng)特性,如能否达到标称精度,在各种条件下的(de)测量误(wù)差和作业半径,摸清仪器的稳定性和各种条件下(xià)的初始化(huà)能(néng)力及所耗(hào)时(shí)间等等,以便应用时得心应手。
2、注(zhù)重基准(zhǔn)位置的选择
基准站尽量设置在点位较高(gāo)的控制点上,以利于接收卫星信号和数(shù)据链信号,控制点间(jiān)距离应小于RTK有效作业半径(jìng)的2/3倍。为方便(biàn)对(duì)RTK测(cè)量成果进行控(kòng)制检核和避(bì)免出现作业盲点,应在测区(qū)内环境不(bú)良地区增设一些控制(zhì)点,控(kòng)制点的选点还要避免无线(xiàn)电(diàn)干扰和多路径效应。
3、合理(lǐ)选(xuǎn)择作业(yè)时间
通过下载星历文件了解测(cè)区的卫星分布情况(kuàng),编制(zhì)可行的作业计划,尽量(liàng)避开(kāi)卫星信(xìn)号盲(máng)区和中午电离层干(gàn)扰大的时段,提高(gāo)作业效(xiào)率。
4、选择合理的作业流程
在植被茂密等对空通视受限的测区,通过采用常(cháng)规方法和GPS技术相结合生产流程可以极大地提高生产效率。如(rú)辅助(zhù)相应的软件,RTK可(kě)与(yǔ)全站仪联合作业(yè),充分发挥RTK与全站仪各自的优(yōu)势。

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