一、RTK定位原理概述

RTK丈量使用的是載波相位差分GPS技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)定位的，正是憑借差分改正和載波相位測距兩種丈量辦法才使得動(dòng)態(tài)定位的精度能夠到達厘米級。差分GPS技術(shù)是使用了基準站與流動(dòng)站之間空間的相關(guān)性來(lái)進(jìn)行差分改正的，然后將定位的差錯削弱。規范的差分GPS原理是將基準站架起在高精度的已知控制點(diǎn)上，經(jīng)過(guò)基準站單點(diǎn)定位確認測站的方位坐標，然后經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)定位測得的坐標與控制點(diǎn)坐標的比對，然后確認基準站上的定位差錯。但在實(shí)踐生產(chǎn)中，為了進(jìn)步丈量功率，基準站通常也能夠架起在未知點(diǎn)上。下文就RTK基準站架起的兩種情況進(jìn)行解說(shuō)，闡明其架起原理。

GPS體系定位選用的是WGS-84坐標系，如下圖所示。它是一個(gè)地心坐標系，一切的GPS接收機定位測得的坐標都是根據該坐標系的坐標。換而言之，GPS接收機只能識別WGS-84坐標。但是在實(shí)踐應用過(guò)程中，用戶(hù)根據定位精度、坐標保密、控制變形等原因往新疆RTK往會(huì )樹(shù)立其他坐標體系。這樣就涉及到了坐標體系之間的相互轉化，所以這便是為何簡(jiǎn)直一切的GPS解算軟件中都有坐標體系轉新疆RTK化程序的原因。

現就國內坐標體系的應用為根底，介紹一下RTK丈量時(shí)坐標體系的轉化辦法。至今為止，我國使新疆RTK用的平面坐標體系主要有北京54坐標體系、西安80坐標體系和國家2000坐標體系。這三者之間的本質(zhì)區別在于選用了不同的橢球基準。在實(shí)踐生產(chǎn)中還存在地方獨立坐標體系，它是在上述幾種坐標系的根底上樹(shù)立的。高程坐標體系主要有1956黃海高程基準和1985國家高程基準兩個(gè)體系組成。

坐標體系的轉化辦法主要有七參數、四參數、三參數和一參數等。根據兩套坐標體系之間的幾個(gè)聯(lián)系能夠選用相應的轉化辦法。RTK丈量過(guò)程中坐標體系的轉化分為平面轉化和高程轉化兩個(gè)方面。平面轉化主要是選用控制點(diǎn)反算轉化參數的辦法，根據測區規模和精度的要求選用不同的轉化辦法。對于涉及到兩個(gè)不同橢球基準的坐標體系之間的相互轉化，一般都選用七參數進(jìn)行轉化，假如測區面積較小，可近似作為平面時(shí)（約10公里規模）可選用四參數進(jìn)行轉化。GPS高程體系的轉化主要是選用高程擬合和新疆RTK似大地水準面精化模型進(jìn)行高程內插。高程擬合主要有平面擬合和曲面擬合兩種辦法，平面擬合是在平面內選擇至少3個(gè)高程控制點(diǎn)，經(jīng)過(guò)GPS丈量得到這些控制點(diǎn)的兩套坐標，經(jīng)過(guò)兩套坐標體系求差可得到每個(gè)控制點(diǎn)上的高程異常值。然后根據不同的辦法進(jìn)行內插高程異常值，經(jīng)過(guò)GPS丈量，根據GPS高程以及高程異常值可求得測點(diǎn)的正常高。曲面擬合同平面擬合原理相同，只是在曲面內進(jìn)行內插高程異常值，這種辦法更契合實(shí)踐情況，所以精度也相對較高。

差分GPS作業(yè)的基本原理是根據地面參考站與流動(dòng)站之間的空間相關(guān)性而樹(shù)立的。GPS衛星分布在間隔地面約兩萬(wàn)公里的太空，而地新疆RTK面參考站距流動(dòng)站之間的間隔為幾十公里到幾百公里之間，這個(gè)間隔相對于星站間隔能夠忽略不計。因而，我們認為參考站與流動(dòng)站周?chē)�的空間環(huán)境對兩個(gè)接收機導航定位的影響是等價(jià)的。