RTK基礎(chǔ)知識(shí)，值得收藏

哈爾濱RTK公司為您介紹關(guān)于RTK基礎(chǔ)知識(shí)原理一：實(shí)時(shí)載波相位差分

我們知道，在利用GPS進(jìn)行定位時(shí)，會(huì)受到各種各樣因素的影響(見(jiàn)上節(jié)中的GPS誤差源),為了消除這些誤差源,必須使用兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)同步工作。GPS靜態(tài)測(cè)量的方法是各個(gè)接收機(jī)獨(dú)立觀測(cè)，然后用后處理軟件進(jìn)行差分解算。那么對(duì)于RTK測(cè)量來(lái)說(shuō)，仍然是差分解算，只不過(guò)是實(shí)時(shí)的差分計(jì)算。

也就是說(shuō)，兩臺(tái)接收機(jī)（一臺(tái)基準(zhǔn)站，一臺(tái)流動(dòng)站）都在觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，同時(shí)，基準(zhǔn)站通過(guò)其發(fā)射電臺(tái)把所接收的載波相位信號(hào)（或載波相位差分改正信號(hào)）發(fā)射出去；那么，流動(dòng)站在接收衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)也通過(guò)其接收電臺(tái)接收基準(zhǔn)站的電臺(tái)信號(hào)；在這兩信號(hào)的基礎(chǔ)上，流動(dòng)站上的固化軟件就可以實(shí)現(xiàn)差分計(jì)算，從而準(zhǔn)確地定出基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的空間相對(duì)位置關(guān)系。在這一過(guò)程中，由于觀測(cè)條件、信號(hào)源等的影響會(huì)有誤差，即為儀器標(biāo)定誤差,一般為平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm。

空間相對(duì)位置關(guān)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(duì)位置關(guān)系納入我們需要的坐標(biāo)系中。GPS直接反映的是WGS-84坐標(biāo),而我們平時(shí)用的則是北京54坐標(biāo)系或西安80坐標(biāo)系,所以要通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換把GPS的觀測(cè)成果變成我們需要的坐標(biāo)。

RTK基礎(chǔ)知識(shí)原理二：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

這個(gè)工作有多種模型可以實(shí)現(xiàn)，我們的軟件采用的是平面與高程分開(kāi)轉(zhuǎn)換，平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換采用先將GPS測(cè)得成果投影成平面坐標(biāo)，再用已知控制點(diǎn)計(jì)算二維相似變換的四參數(shù)，高程則采用平面擬合或二次曲面擬合模型，利用已知水準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算出該測(cè)區(qū)的待測(cè)點(diǎn)的高程異常，從而求出他們的高程。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換也會(huì)帶來(lái)誤差，該項(xiàng)誤差主要取決于已知點(diǎn)的精度和已知點(diǎn)的分布情況。

從上可以看出，RTK的測(cè)量精度包括兩個(gè)部分，其一是GPS的測(cè)量誤差，其二是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的誤差。

對(duì)于南方RTK設(shè)備來(lái)說(shuō)，這兩項(xiàng)誤差都能夠反映，GPS的測(cè)量誤差在實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí)可以從手簿上的工程之星中看得到（HRMS和VRMS）。

對(duì)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差來(lái)說(shuō)，又可能有兩個(gè)誤差源，一是投影帶來(lái)的誤差，二是已知點(diǎn)誤差的傳遞。當(dāng)用三個(gè)以上的平面已知點(diǎn)進(jìn)行校正時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)換四參數(shù)的同時(shí)會(huì)給出轉(zhuǎn)換參數(shù)的中誤差（北方向分量和東方向分量,必須通過(guò)控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(kù)進(jìn)行校正才能得到)。

值得注意的是，如果此時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換參數(shù)中誤差比較大（比如，大于5cm）,而在采集點(diǎn)時(shí)實(shí)時(shí)顯示的測(cè)量誤差在標(biāo)稱(chēng)精度范圍之內(nèi)，則可以判定是已知點(diǎn)的問(wèn)題(有可能找錯(cuò)點(diǎn)或輸錯(cuò)點(diǎn))，有可能已知點(diǎn)的精度不夠，也有可能已知點(diǎn)的分布不均勻。

當(dāng)平面已知點(diǎn)只有兩個(gè)時(shí)，則只能滿足計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換四參數(shù)的必要條件，無(wú)多余條件，也就不能給出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度評(píng)定,此時(shí)，可以從查看四參數(shù)中的尺度比ρ來(lái)檢驗(yàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度，該值理想值為1，如果發(fā)現(xiàn)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(cè)量精度滿足要求的情況下，可判定已知點(diǎn)有問(wèn)題

RTK基礎(chǔ)知識(shí)：RTK測(cè)量注意事項(xiàng)

參考站要求

參考站的點(diǎn)位選擇必須嚴(yán)格。因?yàn)閰⒖颊窘邮諜C(jī)每次衛(wèi)星信號(hào)失鎖將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有流動(dòng)站的正常工作。1）周?chē)鷳?yīng)視野開(kāi)闊，截止高度角應(yīng)超過(guò)15度,周?chē)鸁o(wú)信號(hào)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(kāi)交通要道、過(guò)往行人的干擾。2）參考站應(yīng)盡量設(shè)置于相對(duì)制高點(diǎn)上，以方便播發(fā)差分改正信號(hào)。3）參考站要遠(yuǎn)離微波塔、通信塔等大型電磁發(fā)射源200米外，要遠(yuǎn)離高壓輸電線路、通訊線路50米外。關(guān)注并星標(biāo)《測(cè)繪之家》微信公眾號(hào)，獲取更多測(cè)繪技術(shù)干貨。４）RTK作業(yè)期間，參考站不允許移動(dòng)或關(guān)機(jī)又重新啟動(dòng)，若重啟動(dòng)后必須重新校正。５）參考站連結(jié)必須正確，注意虛電池的正負(fù)極（紅正黑負(fù)）．６）參考站主機(jī)開(kāi)機(jī)后，需等到差分信號(hào)正常發(fā)射方可離開(kāi)參考站，Ｓ８２表現(xiàn)為ＤＬ指示燈每５秒鐘快閃２次．Ｓ８６表現(xiàn)為ＲＸ指示燈每５秒鐘快閃２次。

流動(dòng)站要求

１）在RTK作業(yè)前，應(yīng)首先檢查儀器內(nèi)存容量能否滿足工作需要，并備足電源。

２）在打開(kāi)工程之星之后，首先要確保手簿與主機(jī)藍(lán)牙連通。

３）為了保證RTK的高精度,有三個(gè)以上平面坐標(biāo)已知點(diǎn)進(jìn)行校正，而且點(diǎn)精度要均等，并要均勻分布于測(cè)區(qū)周?chē)?要利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中誤差對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度進(jìn)行評(píng)定.如果利用兩點(diǎn)校正,一定要注意尺度比是否接近于1。

４）由于流動(dòng)站一般采用缺省2m流動(dòng)桿作業(yè)，當(dāng)高度不同時(shí)，應(yīng)修正此值。

５）在信號(hào)受影響的點(diǎn)位，為提高效率，可將儀器移到開(kāi)闊處或升高天線，待數(shù)據(jù)鏈鎖定達(dá)到固定后，再小心無(wú)傾斜地移回待定點(diǎn)或放低天線，一般可以初始化成功。

RTK簡(jiǎn)易操作步驟（以S82為例）

1、基準(zhǔn)站部分

１）架好腳架于已知點(diǎn)上，對(duì)中整平（如架在未知點(diǎn)上，則大致整平即可）。

２）接好電源線和發(fā)射天線電纜。注意電源的正負(fù)極正確（紅正黑負(fù)）。

３）打開(kāi)主機(jī)和電臺(tái)，主機(jī)開(kāi)始自動(dòng)初始化和搜索衛(wèi)星，當(dāng)衛(wèi)星數(shù)和衛(wèi)星質(zhì)量達(dá)到要求后（大約１分鐘），主機(jī)上的ＤＬ指示燈開(kāi)始５秒鐘快閃２次，同時(shí)電臺(tái)上的TX指示燈開(kāi)始每秒鐘閃１次。這表明基準(zhǔn)站差分信號(hào)開(kāi)始發(fā)射，整個(gè)基準(zhǔn)站部分開(kāi)始正常工作。

2、移動(dòng)站部分

１）將移動(dòng)站主機(jī)接在碳纖對(duì)中桿上，并將接收天線接在主機(jī)頂部，同時(shí)將手簿夾在對(duì)中桿的適合位置。

２）打開(kāi)主機(jī)，主機(jī)開(kāi)始自動(dòng)初始化和搜索衛(wèi)星，當(dāng)達(dá)到一定的條件后，主機(jī)上的ＤＬ指示燈開(kāi)始１秒鐘閃１次（必須在基準(zhǔn)站正常發(fā)射差分信號(hào)的前提下），表明已經(jīng)收到基準(zhǔn)站差分信號(hào)。關(guān)注并星標(biāo)《測(cè)繪之家》微信公眾號(hào)，獲取更多測(cè)繪技術(shù)干貨。

３）打開(kāi)手簿，啟動(dòng)工程之星軟件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面上，如手簿冷啟動(dòng)后則桌面上的快捷方式消失，這時(shí)必須在Flashdisk中啟動(dòng)原文件（我的電腦→Flashdisk→ＳＥＴＵＰ→ERTKPro2.0.exe）。

４）啟動(dòng)軟件后，軟件一般會(huì)自動(dòng)通過(guò)藍(lán)牙和主機(jī)連通。如果沒(méi)連通則首先需要進(jìn)行設(shè)置藍(lán)牙（工具→連接儀器→選中“輸入端口：７”→點(diǎn)擊“連接”）。

５）軟件在和主機(jī)連通后，軟件首先會(huì)讓移動(dòng)站主機(jī)自動(dòng)去匹配基準(zhǔn)站發(fā)射時(shí)使用的通道。如果自動(dòng)搜頻成功，則軟件主界面左上角會(huì)有信號(hào)在閃動(dòng)。如果自動(dòng)搜頻不成功，則需要進(jìn)行電臺(tái)設(shè)置（工具→電臺(tái)設(shè)置→在“切換通道號(hào)”后選擇與基準(zhǔn)站電臺(tái)相同的通道→點(diǎn)擊“切換”）。

６）在確保藍(lán)牙連通和收到差分信號(hào)后，開(kāi)始新建工程（工程→新建工程），依次按要求填寫(xiě)或選取如下工程信息：工程名稱(chēng)、橢球系名稱(chēng)、投影參數(shù)設(shè)置、四參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫(xiě)）、七參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫(xiě)）和高程擬合參數(shù)設(shè)置（未啟用可以不填寫(xiě)），最后確定，工程新建完畢。

RTK基礎(chǔ)知識(shí)：校正方法

方法一：利用控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(kù)求四參數(shù)。

在控制點(diǎn)坐標(biāo)庫(kù)界面中點(diǎn)擊“增加”，根據(jù)提示依次增加控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)和原始坐標(biāo)，一般至少２個(gè)控制點(diǎn)，當(dāng)所有的控制點(diǎn)都輸入以后察看確定無(wú)誤后，單擊“保存”，選擇參數(shù)文件的保存路徑并輸入文件名，建議將參數(shù)文件保存在當(dāng)前工程下文件名result文件夾里面，保存的文件名稱(chēng)以當(dāng)天的日期命名。完成之后單擊“確定”。然后單擊“保存成功”小界面右上角的“OK”，四參數(shù)已經(jīng)計(jì)算并保存完畢。

方法二：校正向?qū)?，這時(shí)又分為兩種模式。

注意：此方法只在此介紹單點(diǎn)校正，一般是在有四參數(shù)或七參數(shù)的情況下才通過(guò)此方法進(jìn)行單點(diǎn)校正。1）基準(zhǔn)站架在已知點(diǎn)上選擇“基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)”，點(diǎn)擊“下一步”，輸入基準(zhǔn)站架設(shè)點(diǎn)的已知坐標(biāo)及天線高，并且選擇天線高形式，輸入完后即可點(diǎn)擊“校正”。系統(tǒng)會(huì)提示你是否校正，并且顯示相關(guān)幫助信息，檢查無(wú)誤后“確定”校正完畢。2）基準(zhǔn)站架在未知點(diǎn)上選擇“基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)”，再點(diǎn)擊“下一步”。輸入當(dāng)前移動(dòng)站的已知坐標(biāo)、天線高和天線高的量取方式，再將移動(dòng)站對(duì)中立于已知點(diǎn)上后點(diǎn)擊“校正”，系統(tǒng)會(huì)提示是否校正，“確定”即可。

注意：如果當(dāng)前狀態(tài)不是“固定解”時(shí)，會(huì)彈出提示，這時(shí)應(yīng)該選擇“否”來(lái)終止校正，等精度狀態(tài)達(dá)到“固定解”時(shí)重復(fù)上面的過(guò)程重新進(jìn)行校正。將對(duì)中桿對(duì)立在需測(cè)的點(diǎn)上，當(dāng)狀態(tài)達(dá)到固定解時(shí),利用快捷鍵＂Ａ＂開(kāi)始保存數(shù)據(jù)。