RTK技术(shù)是一种新的常用的GPS测量方法,以(yǐ)前(qián)的静态、快(kuài)速静态(tài)、动态(tài)测量都需要事(shì)后进行解算才能(néng)获(huò)得厘米级的精(jīng)度(dù),而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度(dù)的测量方(fāng)法,它采(cǎi)用(yòng)了(le)载波相位(wèi)动态实时差分方法,是(shì)GPS应用的重大(dà)里程碑,它的出(chū)现(xiàn)为工程放样、地形测图,各种控制(zhì)测量(liàng)带来了新曙光,极大地(dì)提高了外业(yè)作业(yè)效率。但同时,RTK技术(shù)仍存在(zài)一系(xì)列的缺(quē)陷,如不能有效处(chù)理(lǐ)这些缺陷,往(wǎng)往会给工作造成很大不便,所以探讨如何处理RTK技术的缺陷(xiàn)就(jiù)显得很有(yǒu)必(bì)要。
RTK技术(shù)的优点
1、作业效(xiào)率高(gāo)
在一般的(de)地形地势(shì)下,高质量的RTK设(shè)站一次即可测完(wán)5km半径的(de)测(cè)区,大大减少了(le)传统测(cè)量所需的(de)控制点(diǎn)数(shù)量和测量仪(yí)器的“搬站”次数(shù),仅需一人操作,每个(gè)放样点只(zhī)需(xū)要停留1~2秒,就可(kě)以完成作业(yè)。在公路路线测(cè)量中,每(měi)小(xiǎo)组(3~4人)每天可完成中线测量6~8km,在中线(xiàn)放样的同时(shí)完(wán)成中桩抄平工作(zuò)。若用其进行地形测量,每小组每天可(kě)以完成0.8~1.5km2的地形图测绘,其精度和效率是常规测量所无(wú)法比拟的。
2、定位精(jīng)度高,没有误差积累
只(zhī)要满足RTK的基本工作条件,在(zài)一定(dìng)的作业半径范围内(一般为(wéi)5km),RTK的平面精(jīng)度(dù)和高程精度都能达到厘(lí)米级,且不存在误(wù)差(chà)积(jī)累。
3、全天候作(zuò)业
RTK技(jì)术不要求两点(diǎn)间满足(zú)光学通视,只需要满足(zú)“电磁波通视(shì)和对空通视(shì)的(de)要求”,因(yīn)此和传统测量相比,RTK技术(shù)作业受(shòu)限因素少,几乎可以(yǐ)全天候作业。
4、RTK作业自动化、集(jí)成化程度高(gāo)
RTK可胜任各种(zhǒng)测绘(huì)外业。流动站配(pèi)备高效手持操作手簿,内置专业软件可自动实现(xiàn)多(duō)种测绘功能,,减(jiǎn)少人为(wéi)误差,保(bǎo)证了作业精(jīng)度。
RTK技术的缺点(diǎn)
虽然GPS技术有着常规仪器所不能比拟的优点,但经(jīng)过多年的工程实践(jiàn)证明,GPS RTK技术存在以下几方面不(bú)足。
1、受卫星状况(kuàng)限制
GPS系(xì)统的(de)总体设(shè)计(jì)方案是在(zài)1973年完成的(de),受(shòu)当时的技术限(xiàn)制(zhì),总体设计(jì)方案自身存在很多不足。随着(zhe)时间的推移和用户(hù)要求的日益提高,GPS卫星的(de)空间组成和卫星信号(hào)强度都(dōu)不(bú)能满足当前的需要,当卫星系统(tǒng)位置对美(měi)国(guó)是最佳的时候,世界上(shàng)有些国家(jiā)在某一确(què)定的时间段(duàn)仍然不(bú)能很好地被卫星所覆盖(gài)。例如在中、低纬(wěi)度地区每天(tiān)总有两次盲区,每次20~30分钟,盲区(qū)时卫星几何图形结构强度低,RTK测(cè)量很难得(dé)到(dào)固定解。同(tóng)时由于信号强度较(jiào)弱,对空(kōng)遮挡比较严重的(de)地方,GPS无法正常应用。
2、受电(diàn)离层(céng)影(yǐng)响
白天中午,受电离(lí)层干扰大,共用卫星数少,因(yīn)而初始化时间长甚至不能初始化,也就(jiù)无法(fǎ)进行测量。根据我们(men)的实际经验,每天中午12点~13点,RTK测量很难(nán)得到(dào)固(gù)定解。
3、受数据链电台传输(shū)距离影响
数据(jù)链(liàn)电台信号在传输过(guò)程中易受外(wài)界环境影响,如高大(dà)山体、建筑物和各种高频信号源的(de)干扰,在传输过程中衰减(jiǎn)严重,严重(chóng)影响外业精(jīng)度和(hé)作业(yè)半径(jìng)。另外,当RTK作(zuò)业半径超(chāo)过一定距离时,测量结(jié)果误差超(chāo)限(xiàn),所以RTK的实际作(zuò)业(yè)有效(xiào)半径(jìng)比(bǐ)其(qí)标称半径要小,工程(chéng)实践(jiàn)和(hé)专门研究都证明了(le)这(zhè)一点。
4、受对空通(tōng)视环境影响
在山区、林区、城(chéng)镇密楼区等地(dì)作业时,GPS卫星信号(hào)被阻挡机会较多(duō),信号(hào)强(qiáng)度低,卫星空(kōng)间结构差,容易造成失锁,重新(xīn)初始化(huà)困难甚至无法完成初始化,影响正常(cháng)作业。
5、受高程(chéng)异常问题影响
RTK作(zuò)业模式要(yào)求高(gāo)程(chéng)的转换必须精确(què),但我国(guó)现有的高程异常分布图在有些地区,尤其是山区,存(cún)在(zài)较大(dà)误差,在有些(xiē)地区还是空白,这就使得将GPS大(dà)地高程转换至海拔高(gāo)程的(de)工作变得(dé)比较困难,精度(dù)也不(bú)均匀,影响(xiǎng)RTK的高程测量精度。
6、不(bú)能达(dá)到100%的可靠度
RTK确定整(zhěng)周模糊度(dù)的(de)可靠性为95~99%,在稳定性方面不及全站仪,这是(shì)由于RTK较容易受(shòu)卫(wèi)星状况、天气状况、数据链传(chuán)输状(zhuàng)况影响的缘故。
提(tí)高RTK作业(yè)效率的方法(fǎ)
虽(suī)然RTK有如上(shàng)所述的缺点,但经(jīng)大量的(de)工程实践证明,其优点远远大于缺点,况(kuàng)且有些优点是常规测量方(fāng)法所(suǒ)不能比拟的,因而RTK测量(liàng)技术才(cái)风靡全(quán)国,在测量(liàng)界引(yǐn)发(fā)了一场技术革命。针对RTK技(jì)术的缺点,通过这几年的工程(chéng)实践,我(wǒ)们摸索出下面几条优化施测方法,以在目前的GPS技术水平下(xià)弥补RTK技术的不足,提高(gāo)作业效率。
1、摸清仪(yí)器特性
通过(guò)在(zài)各种条件(jiàn)下反复试验,摸清仪器各种特性,如能否达到标称精度,在各种条(tiáo)件下的(de)测量误差和作业半径,摸清仪器的稳(wěn)定性和各种条件下的初始化能力及所(suǒ)耗(hào)时间等(děng)等,以便应用时得心应手(shǒu)。
2、注重(chóng)基准位置(zhì)的(de)选择
基准(zhǔn)站尽量(liàng)设置(zhì)在(zài)点位(wèi)较高(gāo)的控制(zhì)点上(shàng),以利于接(jiē)收(shōu)卫(wèi)星信号和数据链(liàn)信号,控制点间距离应小于(yú)RTK有效作业(yè)半径(jìng)的(de)2/3倍(bèi)。为(wéi)方便对RTK测量成果进行控制检核和避免出现作业盲点,应在测(cè)区内环(huán)境不良地区增设一(yī)些控制点,控制点的选点(diǎn)还要避免(miǎn)无线电干(gàn)扰(rǎo)和多路径效应(yīng)。
3、合理选择作业(yè)时间(jiān)
通过下载(zǎi)星历文件了解测区的卫星分布情况,编制可行的(de)作业计划,尽量避开卫星信号盲区(qū)和中午电离层干扰大的时(shí)段(duàn),提高作业效(xiào)率。
4、选(xuǎn)择合理的作业(yè)流程
在植被茂密等对空(kōng)通视受限的测区,通过采用常(cháng)规方法和GPS技术相结合(hé)生(shēng)产流程可(kě)以极大地(dì)提高生产效率(lǜ)。如辅助相应的软件,RTK可与全站仪联合作业(yè),充分发挥(huī)RTK与全站仪(yí)各自(zì)的优势。

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