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行業(yè)工程案例
隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展，人們對快速高精度位置信息的需求也日益強烈。RTK采用載波相位動態(tài)實時差分(Real-time kinematic)方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖、各種控制測量帶來新曙光，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。
RTK工作原理
RTK的工作原理是將一臺接收機置于基準(zhǔn)站上，另一臺或幾臺接收機置于載體(稱為流動站)上，基準(zhǔn)站和流動站同時接收同一時間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號基準(zhǔn)站所獲得的觀測值與已知位置信息進行比較得到GPS差分改正值。
然后將這個改正值通過無線電數(shù)據(jù)鏈電臺或者網(wǎng)絡(luò)，及時傳遞給共視衛(wèi)星的流動站精化其GPS觀測值，從而得到經(jīng)差分改正后流動站較準(zhǔn)確的實時位置，差分的數(shù)據(jù)類型有偽距差分、坐標(biāo)差分(位置差分)和載波相位差分三類。前兩類定位誤差的相關(guān)性會隨基準(zhǔn)站與流動站的空間距離的增加而迅速降低，由于載波相位的測量精度比偽距測量精度高2個數(shù)量級，而且載波相位測量受多路徑效應(yīng)的影響，比偽距測量小2個數(shù)量級，如果能獲得整周模糊度，就可以獲得近于無噪聲的偽距測量。一般情況下，無法獲得整周模糊度，但能獲得多普勒計數(shù)或載波相位變化信息。
因此若能夠利用載波相位變化信息來輔助偽距測量，就可以獲得比單獨采用偽距測量更高的精度，這一思想稱為載波相位平滑偽距測，目的是提高偽距觀測值的精度。
RTK誤差源
影響RTK精度的主要誤差源，有如下因素：
1、軌道誤差
目前，隨著定軌技術(shù)的不斷完善，軌道誤差只有5-10cm，影響到基線的相對誤差不到1ppm。關(guān)注并星標(biāo)測繪之家微信公眾號，獲取更多測繪測量技術(shù)干貨！
2、衛(wèi)星鐘差
目前，鐘差可通過對衛(wèi)星鐘運行狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測而精確地確定，鐘差對傳播距離的影響不會超過6m，影響基線的相對誤差約0.2ppm。
3、電離層誤差
電離層引起電磁波傳播延遲從而產(chǎn)生誤差，其延遲強度與電離層的電子密度密切相關(guān)，電離層的電子密度隨太陽黑子活動狀況、地理位置、季節(jié)變化、晝夜不同而變化，白天為夜間的5倍，冬季為夏季的5倍太陽黑子活動最強時為最弱時的5倍，在太陽黑子爆發(fā)期內(nèi)，RTK測量無法進行。
4、對流層誤差
對流層誤差同點間距離和點間高差密切相關(guān)，高度角90°時可使電磁波的傳播路徑差達2-3mm，當(dāng)高度角為10時高達20m左右。
5、多路徑誤差
多路徑誤差是 RTK定位測量中最嚴重的誤差。多路徑誤差取決于天線周圍的環(huán)境。多路徑誤差一般為幾個厘米，高反射環(huán)境下可超過10cm。
6、信號干擾
信號干擾可能有多種原因，如無線電發(fā)射源、雷達裝置、高壓線等，干擾的強度取決于頻率、發(fā)射臺功率和至干擾源的距離。
RTK誤差分析
以上各類誤差中均具有較強的空間相關(guān)性，從而定位結(jié)果也有一定的空間相關(guān)性。RTK測量的主要誤差來源于衛(wèi)星軌道誤差、電離層及對流層對定位精度的影響。對于小于10km的短基線測量，軌道誤差，衛(wèi)星誤差的影響可以忽略不計，對于大于20-30km的長基線測量，軌道誤差可以達到2-3cm。
對于電離層誤差，利用雙頻接收機將L1和L2 的觀測值進行線性組合來消除電離層的影響；利用兩個以上觀測站同步觀測量求差(短基線)；利用電離層模型加以改正，一般RTK設(shè)備已考慮此種方法。關(guān)注并星標(biāo)測繪之家微信公眾號，獲取更多測繪測量技術(shù)干貨！
對于對流層誤差，可以設(shè)置衛(wèi)星高度截止角不得小于15，且利用兩個以上觀測站同步觀測量求差(短基線)以及利用對流層模型加以改正。
對于多路徑誤差可以采取選擇地形開闊、不具反射面的點位；采用扼流圈天線或具有削弱多徑誤差的各種技術(shù)的天線，以及基地站附近鋪設(shè)吸收電波的材料等方法修正。
最后，對于信號干擾誤差，在選點時必須遠離這些干擾源，離無線電發(fā)射臺應(yīng)超過200m，離高壓線應(yīng)超過50m 才可以有效削減誤差。
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