双基准站RTK检测及精度分析

摘 要：文章主要从RTK检测技术的内涵、RTK—GPS定位的基本原理、对RTK检测结果产生影响的因素以及双基准站RTK检测精度实验及结果等方面对双基准站RTK检测的基本情况及结果的精度等问题进行了探讨。

关键词：双基准站；RTK检测；精度分析

随着科研水平的不断提高，各种高科技技术也在不断进步，并被应用到国民经济建设的众多领域。尤其是全球定位系统（GPS），更是对我国的国防工业、航天工业等的发展起到了非常积极的促进作用。而GPS技术中的差分技术也就是RTK技术，应用范围也非常广泛。它使GPS技术的发展迈入了新的阶段，并使很多领域实现了从传統向现代的转化。

一、RTK检测技术的内涵

RTK检测技术，全称为GPS实时载波相位差分技术，也被称为GPS实时动态定位技术。RTK技术是一种将GPS技术与数字传输技术进行有机结合，并通过实时解算完成数据处理，而且能在非常短的时间内得到精确度非常高的位置信息的技术。RTK测量系统的成功研发，使得测量工作的可靠性和效率都得到了大大提高，从而促进了GPS测量技术的普及和推广。而且RTK技术在手机3G网络信号无法覆盖的小块区域的优势更为明显，一方面能够以较快的速度获得初始解，另一方面也能使作业效率得到提高。

二、RTK—GPS定位的基本原理

RTK—GPS测量系统是将测量技术与数字传输技术相结合的系统，而RTK技术则是将载波相位观测量作为标准的实时差分GPS测量技术。RTK—GPS进行定位的基本原理是：首先，在基准站安装1台GPS接收机，使其对所有可见的GPS卫星进行连续跟踪和观测；其次，通过无线电传输设备将观测到的信息例如伪距、载波相位观测值以及基准站自身的基本信息例如坐标、天线高度等实时发送于用户观测站，也就是流动站。最后，流动站上的GPS接收机对基准站的数据信息以及GPS卫星所发射的信号进行接收，并按照相对定位的原理，对用户站的三维坐标、精度等进行实时计算和显示。

三、对RTK检测结果产生影响的因素650

能够对RTK检测精度产生影响的因素是多种多样的，具体来说主要表现在以下几方面。

（一）GPS系统。GPS系统本身的一些因素会造成检测结果不够精确现象的发生。例如GPS卫星的数量、卫星图形以及大气状况等等。GPS卫星数量方面，在进行模糊值的解算时，卫星的数量不能少于5颗。而且数量越多，计算速度就越快，所得到的结果也更精确。模糊值求出之后，基准站和流动站还需要不少于4颗的数量来进行流动站坐标的计算；在卫星图形方面，可用卫星的数量越多，图形的质量就越好。而且当卫星均匀分布于整个天空时，图形的质量达到最佳。

（二）RTK系统。RTK系统对检测结果精度的影响是显而易见的。市场上有很多种RTK品牌，但其质量良莠不齐，会对检测结果造成影响。RTK系统中会对检测精度及成果的可靠性产生影响的部件主要有数据链、天线类型以及处理软件。以数据链为例，目前市场上大部分数据链都为自备的无线电数据链，但也有少数厂家使用的是GSM电话传输数据链。这两种数据链各有优缺点，而且在检测过程中都会对精度产生影响。

（三）观测环境。观测环境能够对RTK检测结果产生重要影响。具体的影响观测结果的环境因素主要包括地形、基准站与流动站之间的障碍物、平面覆盖、多径误差以及电波干扰等等。地形方面，如果地势起伏较为明显，会对无线电信号的传播产生影响。因此最好将数据链发射台设置于制高点上。在障碍物方面，主要障碍物包括地面建筑物、树木、房屋等等。障碍物不仅会造成无线电信号中断，使得流动站的模糊值丢失，而且还能对无线电信号进行反射。电波干扰方面，输电线、电站、电台、雷达站等都是能产生电波干扰的因素，这些因素会造成信号中断甚至卫星失锁。

（四）观测方案。观测方案的科学与否能够对结果产生直接影响。观测方案的内容主要包括选择基准站的位置、选择坐标系统、历元数以及观测次数等等。在进行基准站选择时，要同时考虑周围环境以及基准站的坐标精度。进行独立的重复测量也就是采用不同的模糊值，能够对整个测量过程及结果进行检查，确保结果的精确度。此外，观测者的水平和经验也会对结果的精度产生影响。

四、双基准站RTK检测精度实验及结果

为了对RTK检测结果的准确性进行验证，文章在我国某市某区域内进行了测量。本次试验在该区域内设置了43个I级点的GPS网，将其作为RTK实时动态测量定位试验网。观测中使用的接收机为TOPCON HIPER GD双频RTK接收机，并设置一台基准站和一台流动站。试验方法为双基准站法。具体流程为基准站在不同时间点上先后设置在两个D级GPS控制点也就是已知点上，在进行转换参数求解时也分两次，采用均匀分布于被测区域的5个D级已知点。这5个已知点以及两个基准站都具有国家II等水平精度的高程数据。流动站先后对43个待测点进行RTK数据采集。且采集过程中坐标结果都为10个历元的平均值。将测量结果与实际数据进行对比，发现RTK高程与IV等水准高程之间的较差小于1cm的占总数的53%，小于2cm的占总数的82%，只有少数较差大于2cm。

五、结语

综上所述，由于双基准站RTK检测技术的平面精度与GPS静态定位的精度差距并不是很大，高程精度能够达到IV级水平。因此采用这一方式进行测量，能够有效提高测量精度，从而保证测量结果的准确性。而且与GPS静态定位技术相比，双基准站RTK检测技术在数据的后续处理工作方面速度更快，作业的效率更高，因此更能得到专业人员的青睐。

参考文献

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[2] 邸国辉，刘幼华，范海生.双基准站RTK测量代替等级控制测量的方法[J].地理空间信息，2010（03）.

[3] 杨洋.双基准站快速静态测量技术及应用实践研究[J].科技资讯，2015（14）.

作者简介：闫红卫，济宁市任城区土地开发整理中心。