RTK 原理及注意事项PPT

1、RTK原理及注意事项,RTK Real Time Kinametic（实时动态差分）,RTK(Real Time Kinematic)载波相位差分技术,RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统。高精度的GPS测量必须采用载波相位观测，RTK定位技术就是基于载波相位观测的实时动态定位技术，它能够实时快速地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。,在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测的星历数据传送给流动站。流动站通过数据链接收来自基准站的数据，同时采集GPS观测数据，并在系统内进行实时处理，给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处

2、于运动状态，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。载整周末知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持5颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。,RTK工作原理,GPS卫星,发射天线 基准站,差分信号 移动站,RTK数据链示意图,RTK工作过程中的坐标转换,由于GPS所采用的坐标系为WGS-84,而在中国所采用的坐标系包括BJ-54,GJ-80,以及一些地方坐标系统如深圳独立坐标，等等，因此在RTK的工作过程中，坐标转换成为其重要的一环。 其转换方法主要分为三种（三参数、四参数、七参数）,三参数法,定义：两空间三维直角坐标

3、系之间的平移参数、DX、DY、DZ 要求: 一个BJ-54或GJ-80坐标起算点. 环境: 主要用于精度要求不高的水上定位测量，地形测量，或只有一个已知点的情况，精度随着移动站距离的增加变大。 一般三公里内精度优于5CM。 作业方法：将基准站架设于开阔，无干扰的已知点上，设置-基准站输入已知点的当地坐标选择单点定位求解近似七参数，即可。移动站即可接收到标准的BJ-54或GJ-80坐标,四参数（转换参数）高程拟合法,定义：两平面坐标系之间的平移，旋转，缩放参数 DX、DY、 要求：至少两个任意同一坐标系的坐标（通用方法） 环境：适用于普通的工程测量，工程放样 作业方法：将基准站架在测区中央开阔处

4、，移动站在窄带固定解状态下，测出两组已知点的原始坐标，手簿进行参数求解后得出所需要的地方坐标,七换参数法,定义：两空间三维直角坐标系之间的平移，旋转、缩放、参数、DX、DY、DZ、 x、 y 、z 、 k 要求: 三个BJ-54或GJ-80坐标起算点. 环境: 主要用于精度要求较高的控制测量，地形测量，施工放样，作用范围相对较大 作业方法：将基准站架设于开阔，无干扰的已知点上，移动站在窄带固定解状态下，测出三组已知点的原始坐标，手簿进行参数求解后得出所需要的地方坐标,RTK优点、不足及解决方法 一、RTK技术的测量速度 二、RTK测量成果的质量控制 三、RTK技术优点 四、RTK的不足及其解决

5、办法,一、RTK技术的测量速度 RTK技术的测量速度主要由初始化所需时间决定，初始化所需时间又由RTK技术差别（各种机型有不同的快速解算技术）、接收卫星的数量和质量、RTK数据链传输质量等因素决定，快速解算技术越先进，在一定的高度角下接收到的卫星数量越多、质量越好，RTK数据链传输质量越高，初始化所需时间就越短。在良好的环境条件下，RTK初始化所需时间一般为几十秒；不良环境条件下（尚满足RTK基本工作条件)几分钟到十几分钟，甚至不能测量。,二、RTK测量成果的质量控制研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%， RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此，和GPS静态

6、测量相比，RTK测量更容易出错，必须进行质量控制。质量控制的方法主要有: （1）已知点检核比较法即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。 （2）重测比较法每次初始化成功后，先重测1-2个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后才进行RTK测量 以上方法中，最可靠的是已知点检核比较法，但控制点的数量总是有限的，所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果.,三、RTK技术优点 3.1作业效率高。 在一般的地形地势下，高质量的RTK设站一次即可测完10km半径的测区，大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量

7、仪器的“搬站”次数，仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率。 3.2定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为10km），RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。,3.3降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视，只要求满足“电磁波通视”，因此，和传统测量相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本工作条件，它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。 3.4

8、操作简便，容易使用，数据处理能力强。只要在设站时进行简单的设置，就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强，能方便快捷地与计算机、,四、RTK的不足及其解决办法 4.1 受卫星状况限制。当卫星系统位置对美国是最佳的时候，世界上有些国家在某一确定的时间段仍然不能很好地被卫星所覆盖，容易产生假值。另外，在高山峡谷深处及城市高楼密布区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受限制。产生假值问题采用RTK测量成果的质量控制方法可以发现。作业时间受限制可由选择作业时间来解决。 4.2 天空环境影响。白天中午，受电离层干扰大，共用卫星数少，常接受不到5颗卫星，因

9、而初始化时间长甚至不能初始化，也就无法进行测量。在同样的条件和同样的地点上进行RTK测量，上午11点之前和下午3：30分之后，RTK测量结果准而快，而中午时分，很难进行RTK测量。可见选择作业时段的重要性。,4.3数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题。RTK数据链传输易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响外业精度和作业半径。在地形起伏高差较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号受到限制。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上。(用GPRS通信不存在上述问题) 4.4高程异常问题。RTK作业模式要求高程的转换必须精确，

10、但我国现有的高程异常图在有些地区，尤其是山区，存在较大误差，在有些地区还是空白，这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的工作变得相当困难，精度也不均匀。,4.5电量不足问题。RTK耗电量较大，需要多个大容量电池、电瓶才能保证连续作业，在电力供应缺乏的偏远作业区受到限制。(用GPRS通信不存在上述问题) 4.6精度和稳定性问题。RTK测量的精度和稳定性都不及全站仪，特别是稳定性方面，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故，要解决此类问题，要在布控制点时多布置一些“多余”控制点，作为RTK测量成果质量控制的检核点。,RTK技术主要应用范围,测图根点（精度均匀，效率高） 地形测图 （效率高，一人即可操作） 工程放样（实时显示位置信息，可进行复杂的线路测量，只需要输入线路要素即可生成复杂的道路曲线） 无验潮测水深 水下地形测量随着RTK技术的出现，使得水上测量采用GPS无验潮测量方式工作（RTK方式）成为可能。采用此种方式不仅可以避免定位系统和测深系统之间的延迟误差，而且由于无验潮，使得内业处理更简单、方便 .,注意事项:,1、架设基站要求: （1）架设在测区中央，位