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RTK及網絡RTK的應用

(壹)RTK和網絡RTK的基本原理

常規的GPS測量方法,如靜態、快速靜態、動態測量都需要事後進行解算才能獲得厘米級的精度,而R TK 是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法。它采用了載波相位動態實時差分(Real-timekinematic)方法,是GPS應用的重大裏程碑,它的出現為工程放樣、礦業權實地核查等各種控制測量提供了便利,極大地提高了外業作業效率。

高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值,RTK 定位技術就是基於載波相位觀測值的實時動態定位技術,它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果,並達到厘米級精度。在RTK 作業模式下,基準站通過數據鏈將其觀測值和測站坐標信息壹起傳送給流動站。流動站不僅采集GPS觀測數據,還要通過數據鏈接收來自基準站的數據,並在系統內組成差分觀測值進行實時處理,同時給出厘米級定位結果,歷時不到壹秒鐘。流動站可處於靜止狀態,也可處於運動狀態;可在固定點上先進行初始化後再進入動態作業,也可在動態條件下直接開機,並在動態環境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知數解固定後,即可進行每個歷元的實時處理,只要能保持四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形,則流動站可隨時給出厘米級定位結果。

RTK 技術的關鍵在於數據處理技術和數據傳輸技術,RTK 定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據(偽距觀測值,相位觀測值)及已知數據傳輸給流動站接收機,數據量比較大,壹般都要求9600的波特率,這在無線電上不難實現。R TK 是在自己建立控制網以後可以使用,而網絡RTK則不需要自己建立控制網。

網絡R TK 集GPS、無線通訊、計算機技術和網絡管理等高新技術於壹身,在測繪技術方面正在顯示著巨大優越性。整個系統由若幹個GPS連續運行站CORS(Continu-ous Operational Reference System)和壹個控制中心組成。壹個CORS站的成本50萬左右,壹個省級系統壹般由40~70個基站組成。整個網絡系統由固定參考站系統、網絡控制中心、數據傳輸系統、數據發播系統和用戶系統五部分組成,固定參考站負責采集衛星數據,傳輸給控制中心;參考站與控制中心的數據鏈接可以通過光纜、Inter網絡、或普通電話線路;控制中心由VR S(Virtual Reference Station)虛擬參考站管理軟件、計算機和通訊系統組成,接收固定參考站發來的數據,也接收用戶發來的概略坐標。根據用戶所在位置計算機算出壹組最佳數據,改正衛星軌道誤差,電離層、對流層以及大氣折射所帶來的誤差,將高精度的差分信號傳給用戶,這樣就等於在流動站(用戶)幾十米附近建立了壹個虛擬參考站,解決了傳統RTK 作業距離問題,使用戶可以得到穩定的厘米級精度的測量成果。

與傳統的RTK相比,網絡RTK具有明顯的優勢。雙星系統(GPS+GLO NASS雙系統導航定位)是GPS RTK發展的熱點,它可接收14~20顆衛星左右,是常規RTK所無法比擬的,該技術使GPS設備具備最短時間達到厘米級精度的能力與最強的抗幹擾遮擋能力;VRS(Virtual Reference Station虛擬參考站)正在改善著RTK 定位的質量和距離,增強RTK的可靠性,並減少初始化的時間,VRS技術可以在50千米左右時使RTK定位平面位置精度為1~2厘米,並無需設立自己的基準站;傳統的RTK必須每次架設自己的基準站,網絡R TK 避免了因多次架站造成精度不均和架站產生誤差;經濟上節省人力、物力,只要在管理部門登記,繳納費用開通後隨時可以得到理想結果。

(二)網絡R TK的應用

本次礦業權實地核查,對於能夠收到長期GPS運行站點信號的測區可以不進行地面控制測量,直接用快速靜態定位和網絡R TK 獲取控制點信息。有網絡R TK的地區,可以優先考慮使用網絡R TK 系統,提高工作效率。

網絡R TK 使用的前提條件是:測區內有通過驗收的網絡R TK 基準站,接收機能持續穩定的接收到良好的衛星信號和網絡信號。數據轉換交由網絡RTK管理部門處理。

網絡R TK使用的記錄格式見附錄G。

壹般規定網絡R TK是不能做控制點的。根據本次礦業權實地核查工作的精度要求,允許在礦區引入控制點的工作。校準差是指在已知點上幾個測回平均值與已知點較差的結果。

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