RTK 的基本概念

RTK 有兩個(gè)重要概念：固定站（也就參考站）和移動(dòng)站。固定站顧名思義就是固定在地面上為移動(dòng)站提供參考基準的基站，在使用過(guò)程新疆RTK中不可移動(dòng)，固定基站、云基站和移動(dòng)基站都是固定站；移動(dòng)站是進(jìn)行作業(yè)的設備，它使用固定站發(fā)送來(lái)的差分數據進(jìn)行 RTK 精準定位，無(wú)人機和測繪器都是移動(dòng)站。國內習慣把GNSS接收機叫成RTK這倒是真的，因為RTK技術(shù)的普及，讓大家對接收機的作用就“限定”在了RTK，在之前沒(méi)有RTK時(shí)，接收機就是接收機。

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RTK測量技術(shù)原理

RTK（Real?Time?Kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)，是以載波相位觀(guān)測為根據的實(shí)時(shí)差分GPS（RTDGPS）技術(shù)，它是測量技術(shù)發(fā)展里程中的一個(gè)突破，它由基準站接收機、數據鏈、?流動(dòng)站接收機三部分組成。?


在基準站上安置1臺接收機為參考站，?對衛星進(jìn)行連續觀(guān)測，并將其觀(guān)測數據和測站信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸設備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收設備，接收基準站傳輸的數據，然后根據相對定位的原理，實(shí)時(shí)解算出流動(dòng)站的三維坐標及其精度（即基準站和流動(dòng)站坐標差△X、△Y、△H，加上基準坐標得到的每個(gè)點(diǎn)的WGS－84坐標，通過(guò)坐標轉換參數得出流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的平面坐標X、Y和海拔高H）。分電臺模式和網(wǎng)絡(luò )通訊模式。

RTK的測量精度包括兩個(gè)部分，其一是GPS的測量誤差，其二是坐標轉換帶來(lái)的誤差。

對于南方RTK設備來(lái)說(shuō)，這兩項誤差都能夠反映，GPS的測量誤差在實(shí)時(shí)測量時(shí)可以從手簿上的工程之星中看得到（HRMS 和 VRMS）。對于坐標轉換誤差來(lái)說(shuō)，又可能有兩個(gè)誤差源，一是投影帶來(lái)的誤差，二是已知點(diǎn)誤差的傳遞。當用三個(gè)以上的平面已知點(diǎn)進(jìn)行校正時(shí)，計算轉換四參數的同時(shí)會(huì )給出轉換參數的中誤差（北方向分量和東方向分量，必須通過(guò)控制點(diǎn)坐標庫進(jìn)行校正才能得到）。


值得注意的是，如果此時(shí)發(fā)現轉換參數中誤差比較大（比如，大于5cm），而在采集點(diǎn)時(shí)實(shí)時(shí)顯示的測量誤差在標稱(chēng)精度范圍之內，則可以判定是已知點(diǎn)的問(wèn)題（有可能找錯點(diǎn)或輸錯點(diǎn)），有可能已知點(diǎn)的精度不夠，也有可能已知點(diǎn)的分布不均勻。

當平面已知點(diǎn)只有兩個(gè)時(shí)，則只能滿(mǎn)足計算坐標轉換四參數的必要條件，無(wú)多余條件，也就不能給出坐標轉換的精度評定，此時(shí)，可以從查看四參數中的尺度比ρ來(lái)檢驗坐標轉換的精度，該值理想值為1，如果發(fā)現ρ偏離1較多（比如：|ρ-1|≧1/40000，超出了工程精度），則在保證GPS測量精度滿(mǎn)足要求的情況下，可判定已知點(diǎn)有問(wèn)題。

總結得到：

為了保證RTK的高精度，最好有三個(gè)以上平面坐標已知點(diǎn)進(jìn)行校正，而且點(diǎn)精度要均等，并要均勻分布于測區周?chē)�，要利用坐標轉換中誤差對轉換參數的精度進(jìn)行評定。如果利用兩點(diǎn)校正，一定要注意尺度比是否接近于1。


GPS導航和RTK的基本原理

GPS即全球定位系統（Global Positioning System）是美國從新疆RTK本世紀70年**始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成的衛星導航定位系統。作為新一代的衛星導航定位系統經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，已成為在航空、航天、軍事、交通運輸、資源勘探、通信氣象等所有的領(lǐng)域中一種被廣泛采用的系統。我國測繪部門(mén)使用GPS也近十年了，它最初主要用于高精度大地測量和控制測量，建立各種類(lèi)型和等級的測量控制網(wǎng)，現在它除了繼續在這些領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)重要作用外還在測量領(lǐng)域的其它方面得到充分的應用，如用于各種類(lèi)型的工程測量、變形觀(guān)測、航空攝影測量、海洋測量和地理信息系統中地理數據的采集等。

GPS以測量精度高；操作簡(jiǎn)便，儀器體積小，便于攜帶；全天候操作；觀(guān)測點(diǎn)之間無(wú)須通視；測量結果統一在WGS84坐標下，信息自動(dòng)接收、存儲，減少繁瑣的中間處理環(huán)節、高效益等顯著(zhù)特點(diǎn)，贏(yíng)得廣大測繪工作者的信賴(lài)。GPS是靠天吃飯，看不見(jiàn)摸不著(zhù)，總結起來(lái)有三個(gè)知識點(diǎn)非常重要：RTK 共用衛星原理；環(huán)境對 RTK 的影響；衛星像天上的星星一樣，時(shí)刻在飛，不同時(shí)間看到的衛星不一樣。


上圖解釋了 GPS 共用衛星的工作原理，虛線(xiàn)代表著(zhù)基站或無(wú)人機能夠正常使用的衛星，中間的三顆衛星是重合的，代表著(zhù)二者可以共同使用的。根據這個(gè)原理，無(wú)論是基站還是移動(dòng)站的衛星被遮擋，無(wú)人機的能夠進(jìn)行 RTK 定位的衛星就會(huì )變少。
因此在防風(fēng)林、山區等條件惡劣的地區，基站不能架設在有遮擋物的位置，否則將導致 RTK 的新疆RTK不穩定；在山區盡可能架在高處，盡可能開(kāi)闊。有遮擋的環(huán)境要注意共用衛星的問(wèn)題，飛機和基站盡可能看到同一片盡可能大的天空。

GPS 誤差的環(huán)境因素有很多，最主要影響有電離層、天氣和干擾等，這三種從本質(zhì)上講都是影響了 GPS 的信號（電磁波）�；�站和移動(dòng)站兩端的電磁環(huán)境越相似， RTK 越穩定。


我們知道，在利用GPS進(jìn)行定位時(shí)，會(huì )受到各種各樣因素的影響(見(jiàn)上節中的GPS誤差源)，為了消除這些誤差源，必須使用兩臺以上的GPS接收機同步工作。GPS靜態(tài)測量的方法是各個(gè)接收機獨立觀(guān)測，然后用后處理軟件進(jìn)行差分解算。那么對于RTK測量來(lái)說(shuō)，仍然是差分解算，只不過(guò)是實(shí)時(shí)的差分計算。

也就是說(shuō)，兩臺接收機（一臺基準站，一臺流動(dòng)站）都在觀(guān)測衛星數據，同時(shí)，基準站通過(guò)其發(fā)射電臺把所接收的載波相位信號（或載波相位差分改正信號）發(fā)射出去；那么，流動(dòng)站在接收衛星信號的同時(shí)也通過(guò)其接收電臺接收基準站的電臺信號；在這兩信號的基礎上，流動(dòng)站上的固化軟件就可以實(shí)現差分計算，從而精新疆RTK確地定出基準站與流動(dòng)站的空間相對位置關(guān)系。在這一過(guò)程中，由于觀(guān)測條件、信號源等的影響會(huì )有誤差，即為儀器標定誤差,一般為平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm。