摘要：現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為GPS只能測(cè)量 到公分級(jí)精度，而且現(xiàn)在RTK精度也在不斷提高，所以我們認(rèn)為RTK應(yīng)該有達(dá)到毫米級(jí)測(cè)量精度的可能。因此，今天我們抱著學(xué)習(xí)的態(tài)度，將我們近年來(lái)關(guān)于RTK毫米級(jí)精度測(cè)量的研究實(shí)驗(yàn)成果拿出來(lái)與廣大測(cè)量愛(ài)好者共同學(xué)習(xí)、研討。

　　關(guān)鍵詞：RTK,毫米級(jí),測(cè)量

　　一、RTK實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)精度的可行性

　　1、首先在工作實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)RTK在很小的基線范圍內(nèi)。例如在幾百米以內(nèi)數(shù)據(jù)的確 能穩(wěn)定在幾個(gè)毫米以內(nèi)。

　　2、RTK和相對(duì)定態(tài)定位都屬于相對(duì)定位，既然定態(tài)定位能達(dá)到5毫米精度，RTK也就能達(dá)到這一精度。

　　3、雖然定態(tài)儀器采用長(zhǎng)時(shí)間大量數(shù)據(jù)的平均值，但是老式單頻儀器的采樣頻率很低，老式儀器做定態(tài)都能達(dá)到5毫米的精度，今天的RTK采樣頻率很高，在短時(shí)間內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)量不亞于老式儀器長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集量。所以有可能達(dá)到同樣的精度。

　　4、多路徑效應(yīng)是一個(gè)與地面自然環(huán)境有關(guān)的復(fù)雜問(wèn)題，個(gè)另情況下影響儀器正常工作，從理論上講它每時(shí)每刻都存在，與衛(wèi)星位置有關(guān)，這將導(dǎo)致不同時(shí)段觀測(cè)結(jié)果的差異，但沒(méi)有理由說(shuō)影響都在一公分以上。

　　5、根據(jù)衛(wèi)星載波相位精度原理可以推知其能達(dá)到毫米級(jí)精度。

　　6、對(duì)于衛(wèi)星軌道誤差，電離層漂移及大氣折射都與基線長(zhǎng)度有關(guān)，我們可以選擇一定的基線長(zhǎng)度范圍，看在多長(zhǎng)基線條件下能達(dá)到毫米級(jí)精度。

　　7、長(zhǎng)期以來(lái)GPS一直側(cè)重于大范圍測(cè)量問(wèn)題，對(duì)于目前1公分的加常數(shù)據(jù)誤差，所謂的零基線誤差，是在以公里為單位情況下統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果，不能說(shuō)明更小范圍1公里以下的測(cè)量問(wèn)題。

　　二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

　　1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

　　(1)、驗(yàn)證RTK能達(dá)到毫米級(jí)測(cè)量精度，從而將它運(yùn)用于更多的行業(yè)領(lǐng)域中，極大的提高工作效率。

　　(2)、RTK實(shí)驗(yàn)毫米級(jí)測(cè)量精度時(shí)應(yīng)注意那些問(wèn)題。

　　(3)、目前RTK的局限性以及改進(jìn)和發(fā)展的途徑。

　　2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置

　　系統(tǒng)組成：V8CNSS-CR4 基準(zhǔn)站 V8CNSS-CR4流動(dòng)站(內(nèi)置UHF電臺(tái)) UH-3000N可調(diào)電臺(tái) 手持控制器(windows CE) 軟件系統(tǒng)為HI-RTK手薄軟件 電池：內(nèi)置高能鋰電池5400MA可連續(xù)工作20小時(shí)，采用35W電臺(tái)時(shí)需外接電源。

　　3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

　　本實(shí)驗(yàn)中我們分別對(duì)200m、500m、1000m基線條件下做了測(cè)量實(shí)驗(yàn)。

　　(1)、200m基線條件下的測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

　　①同一點(diǎn)多次重復(fù)觀測(cè)的精度情況：

　　同一點(diǎn)多次重復(fù)觀測(cè)，在不同的日期和時(shí)間獨(dú)立的進(jìn)行了兩次，其平面精度分別為2.7和2.1mm,高程精度為4.7mm

　　②獨(dú)立雙觀測(cè)列的精度情況：

　　根據(jù)以上的獨(dú)立雙觀測(cè)列數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算,點(diǎn)位平面精度平均為4.8 mm。由于每次儀器高不能完全保證相同，人工量取的儀器高誤差太大，其說(shuō)明不了高程問(wèn)題，所以本次實(shí)驗(yàn)研究不考慮研究其高程問(wèn)題，直針對(duì)于平面精度而言。

　　(2)、500m基線條件下的測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

　　本次測(cè)量表明采用固定基站模式，由于沒(méi)有點(diǎn)校驗(yàn)誤差，雙觀測(cè)列數(shù)據(jù)的精度較好，雖然基線長(zhǎng)度放長(zhǎng)到了500米，但統(tǒng)計(jì)出的精度比200米基線時(shí)的雙觀測(cè)列精度略高，這是因?yàn)?00米基線時(shí)采用的是未知點(diǎn)設(shè)站的基站模式，總存在著一個(gè)點(diǎn)校驗(yàn)的誤差，雖然誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)坐標(biāo)進(jìn)行了歸零，但歸零點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)平滑觀測(cè)的觀測(cè)值，它存在著一次平滑觀測(cè)的平滑值誤差，在歸零后的坐標(biāo)值中，都含一個(gè)歸零的坐標(biāo)誤差，坐標(biāo)歸零相當(dāng)于將點(diǎn)校驗(yàn)精度提高到了平滑值精度，并不有完全消除點(diǎn)校驗(yàn)誤差。

　　同點(diǎn)多重復(fù)的精度，即小取樣式與雙觀測(cè)列統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果相同，說(shuō)明在超短基線條件下如幾百米下觀測(cè)精度主要取決于接收機(jī)自身的測(cè)量精度，而與兩個(gè)時(shí)間段間環(huán)境的差異沒(méi)有多大關(guān)系。

　　(3)、1000m基線條件下的測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

　　1000米條件下的同一點(diǎn)多重復(fù)測(cè)量，測(cè)定出的點(diǎn)位誤差為±0.003米，其雙觀測(cè)列測(cè)定出的點(diǎn)位誤差為±0.0041米，所以1000米基線條件下的測(cè)量證明了RTK能夠很好的準(zhǔn)確快捷的精確的完成施工放樣，而且完全不亞于普通全站儀的放樣精度。

　　三、技術(shù)結(jié)論

　　(1)、通過(guò)RTK毫米級(jí)精度的測(cè)量研究，充分證明了RTK在超短基線條件下，在較為開(kāi)闊的環(huán)境下完全能達(dá)到毫米級(jí)測(cè)量精度。

　　(2)、實(shí)現(xiàn)RTK毫米級(jí)精度測(cè)量應(yīng)該注意的問(wèn)題;

　　①、RTK毫米級(jí)精度測(cè)量應(yīng)將半徑限定在1公里左右，S86RTK在2公里時(shí)明顯達(dá)不到毫米級(jí)，V8在兩公里時(shí)能否達(dá)到還沒(méi)有試驗(yàn)。

　　②、RTK毫米級(jí)精度測(cè)量應(yīng)采取固定基站或采取基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)上的機(jī)站模式。

　　③、對(duì)于厘米級(jí)測(cè)量在半邊天空或稀疏的樹(shù)蔭下都有可能實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于毫米級(jí)精度側(cè)需要完全干凈的全視場(chǎng)天空，一般應(yīng)使PDOP在2.0以下。

　　④、在觀測(cè)時(shí)儀器上方不能有人頭或其他物品繞動(dòng)，衛(wèi)星方向不能有樹(shù)枝或電線桿干擾，對(duì)厘米級(jí)精度沒(méi)有這方面嚴(yán)格的要求，對(duì)毫米級(jí)精度而言其會(huì)明顯影響到毫米級(jí)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

　　⑤觀測(cè)時(shí)采用三腳基座嚴(yán)格對(duì)中正平，不宜使用對(duì)中桿。

　　⑥每次架設(shè)機(jī)站及整個(gè)觀測(cè)過(guò)程中，儀器面板和對(duì)中器都保持相對(duì)固定的位置，每次對(duì)中都面向一個(gè)統(tǒng)一的方向去操作，采用一個(gè)大致相同的儀器高。

　　⑦每次作業(yè)先開(kāi)機(jī)等待一段時(shí)間(約10分鐘)，使儀器溫度穩(wěn)定后再觀測(cè)。

　　⑧電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈優(yōu)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈。

　　(3)、目前RTK的局限性以及改進(jìn)和發(fā)展的途徑

　　由于目前RTK在功能和性能上的一些弱點(diǎn)，影響了它在工程上的普及作用，我們?yōu)榇颂岢隽艘韵聨讉�(gè)方面的合理建議。

　　①、RTK達(dá)到毫米級(jí)精度需要干凈的全視場(chǎng)天空，如果某方向上有高大建筑或山體遮擋衛(wèi)星，我們?cè)谠摲较蛏嫌械孛婵刂泣c(diǎn)，RTK設(shè)計(jì)成能通過(guò)衛(wèi)星定位的同時(shí)又實(shí)時(shí)測(cè)定測(cè)站點(diǎn)與已知控制點(diǎn)的距離，通過(guò)與已婚知控制點(diǎn)的距離的約束平差，實(shí)時(shí)解算，可以補(bǔ)救該方向上沒(méi)有衛(wèi)星控制的缺陷，以達(dá)到毫米級(jí)測(cè)量精度。

　　②、RTK在很短時(shí)間內(nèi)(30或10秒)達(dá)到毫米級(jí)精度，而儀器對(duì)中整平卻需要多于它數(shù)倍的時(shí)間，因此我們可以在對(duì)中桿上安置姿態(tài)修正儀進(jìn)行姿態(tài)修正計(jì)算，可解快速對(duì)中的需要。

　　③、現(xiàn)在的OEM5系列RTK只采用了十分之一的衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集量進(jìn)行解算，由于毫米級(jí)測(cè)量范圍較小，無(wú)線傳播數(shù)據(jù)相對(duì)可靠，我們可以考慮建立高密度的電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈，充分利用主板的采集數(shù)據(jù)，如果主板采集的數(shù)據(jù)全部利用，有希望在1秒鐘達(dá)到毫米級(jí)精度，所以有必要生產(chǎn)工程專用型高精度RTK。

　　④、對(duì)于工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)還沒(méi)有加密保護(hù)功能，任何人都可更改，這是比較危險(xiǎn)的，所以軟件應(yīng)立即改正完善。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　RTK作業(yè)模式作為GPS測(cè)量的新技術(shù)，改革了傳統(tǒng)測(cè)量模式，大大的提高了工作效率，就因?yàn)镽TK的方便、精確而被廣泛用于各種行業(yè)中，而且隨著它的測(cè)量精度被提高到毫米級(jí)后，相信RTK將來(lái)會(huì)被運(yùn)用于更加寬廣的領(lǐng)域。

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