RTK技术(shù)是一种(zhǒng)新的常用的GPS测量方(fāng)法(fǎ),以前的静态、快速静(jìng)态(tài)、动态测量都需(xū)要(yào)事后进行解算才能获得厘(lí)米级的精度(dù),而RTK是能够在野外实时得到(dào)厘米级(jí)定(dìng)位精(jīng)度的测量方(fāng)法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用(yòng)的重大里程(chéng)碑,它的(de)出现为工程放(fàng)样、地形测图,各种控制测(cè)量带来了新曙(shǔ)光,极大地提高了外业作(zuò)业效率。但同时,RTK技术(shù)仍存在一系(xì)列的缺陷,如(rú)不(bú)能有效(xiào)处理这些缺陷,往往会给工作造成(chéng)很(hěn)大不(bú)便,所以探讨如何(hé)处理RTK技术的缺陷就显得很有必要。
RTK技术的优(yōu)点
1、作业效率高(gāo)
在一般的(de)地形地势(shì)下(xià),高质(zhì)量的RTK设站一次即(jí)可(kě)测完(wán)5km半(bàn)径的测区,大大减少了(le)传统测量(liàng)所需的控制点数量(liàng)和测量仪器的“搬站(zhàn)”次(cì)数,仅(jǐn)需一人操作,每个放样点只(zhī)需要停留1~2秒,就可以完成作(zuò)业。在(zài)公(gōng)路路线测量中,每小组(3~4人)每天可完成(chéng)中线(xiàn)测量6~8km,在中线放(fàng)样的同时完(wán)成中桩抄平工作。若用其(qí)进行地(dì)形测量,每小组每天可以完成0.8~1.5km2的地(dì)形图(tú)测绘,其精度(dù)和效率是常规测量所无法比(bǐ)拟的。
2、定(dìng)位精度高,没有误差(chà)积累
只要满足RTK的基本工作条件,在一(yī)定(dìng)的作业半径(jìng)范围内(一般为(wéi)5km),RTK的(de)平面精度(dù)和高程精度都能达到厘米级(jí),且不存在(zài)误差(chà)积累。
3、全天候(hòu)作业
RTK技术不(bú)要(yào)求(qiú)两点(diǎn)间满足光(guāng)学通视,只需要满足“电磁波(bō)通视和对空通视的要求”,因此和传统测量相比,RTK技术作业受限因素(sù)少,几乎可以全天候(hòu)作业。
4、RTK作(zuò)业(yè)自动化、集成化程度(dù)高
RTK可胜(shèng)任各种测绘外业。流(liú)动站(zhàn)配备高效手(shǒu)持操作手簿,内置专业软件(jiàn)可自动实现多种测绘功能,,减少人为(wéi)误差,保证了作业精度。
RTK技术的缺点
虽然GPS技术有着常(cháng)规仪器所不(bú)能比拟的优点,但(dàn)经过(guò)多年(nián)的(de)工(gōng)程实践证(zhèng)明,GPS RTK技术存在以下(xià)几方面(miàn)不足。
1、受(shòu)卫星状况(kuàng)限制
GPS系(xì)统的(de)总体设计方案是在1973年完成的,受(shòu)当时的技术限制,总体设计方案自身存在很多不足。随(suí)着时间的(de)推移和(hé)用户要求的日益提高,GPS卫星的空(kōng)间组(zǔ)成和(hé)卫星信号强度都不能满足当前的需(xū)要,当卫星系统位(wèi)置对美国是最佳的时候,世(shì)界上(shàng)有些(xiē)国家在某(mǒu)一确定的时间(jiān)段仍然不(bú)能(néng)很(hěn)好地被卫星所覆盖。例如在中、低纬度地区每天(tiān)总有两次(cì)盲区,每次20~30分钟,盲区时卫星几何(hé)图形结构强度低,RTK测量很(hěn)难得到固定解。同时由于信号强度(dù)较弱,对空(kōng)遮挡比较严重的地方,GPS无法(fǎ)正常应用。
2、受电离(lí)层影响
白(bái)天中午,受电离层干(gàn)扰大,共用卫星数(shù)少,因而初始化时间长甚(shèn)至不能初(chū)始化,也就无法(fǎ)进行测量。根据我们的实际经(jīng)验,每天(tiān)中午12点~13点,RTK测(cè)量很难得到固(gù)定解。
3、受数据链电台传输距离影响(xiǎng)
数据链(liàn)电台信(xìn)号在传输过(guò)程中易受外界环境(jìng)影响,如(rú)高大山体(tǐ)、建(jiàn)筑物和各(gè)种高频信号源的干扰,在传输过程(chéng)中衰减严重,严重影响外(wài)业精度(dù)和作(zuò)业(yè)半径(jìng)。另外,当(dāng)RTK作业半径超过一(yī)定距(jù)离时,测(cè)量结果误(wù)差超限,所(suǒ)以RTK的(de)实际作业(yè)有效半径比其标称半径(jìng)要(yào)小,工程实践和专门(mén)研究都证明了这一点。
4、受对空通视环境影(yǐng)响
在山区、林区、城镇(zhèn)密楼区等地作(zuò)业(yè)时,GPS卫星(xīng)信号被阻挡机会较多,信(xìn)号强度低,卫(wèi)星空间(jiān)结构(gòu)差,容易(yì)造(zào)成失锁,重新初(chū)始化困难甚至无法完成初始(shǐ)化,影响正常作(zuò)业(yè)。
5、受高程异常问题影响
RTK作(zuò)业模式要(yào)求高程的转换必须精确,但(dàn)我国现有的高程异常(cháng)分(fèn)布(bù)图在有些地区,尤其是山区,存在较大(dà)误差,在(zài)有些地(dì)区还是(shì)空白(bái),这就使(shǐ)得(dé)将GPS大(dà)地高程(chéng)转换至(zhì)海拔(bá)高(gāo)程的工作(zuò)变得比较困难,精度也不均匀,影响RTK的高程(chéng)测(cè)量精度。
6、不能达到100%的可靠(kào)度
RTK确(què)定整周模糊度(dù)的可靠(kào)性为95~99%,在稳定性(xìng)方面(miàn)不及全站仪,这是由于(yú)RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故。
提高RTK作业效率的方法
虽然RTK有如上所述的缺点,但经大量的工程实践证明,其优点远远大(dà)于缺点,况且有些(xiē)优点是(shì)常规测量方法所不(bú)能比拟的,因而RTK测量(liàng)技术才风(fēng)靡全国,在(zài)测量(liàng)界引发了一场技术革命。针对RTK技(jì)术的缺点,通过这几年的工程实践,我们摸(mō)索出下(xià)面几条优化(huà)施(shī)测方法(fǎ),以在目前的(de)GPS技术水平下弥补RTK技术的不足,提高作业效率。
1、摸清仪(yí)器特(tè)性
通过在各种条件下(xià)反复试验,摸清仪器各种特性,如能否达到(dào)标称精度,在各(gè)种条件下(xià)的测量误差和作业半径,摸清仪器的稳定性和各种(zhǒng)条件下的初始(shǐ)化能(néng)力及所(suǒ)耗(hào)时间等等,以便应用时得心应手。
2、注重(chóng)基准位置的选择(zé)
基准站尽量(liàng)设置在点位(wèi)较高的控制点(diǎn)上,以利于接收卫星信号(hào)和(hé)数据链信号(hào),控制(zhì)点间距离应小于RTK有(yǒu)效作业半(bàn)径的(de)2/3倍。为方便对RTK测(cè)量成果进行控制检核和避免出现作业(yè)盲(máng)点,应在(zài)测区内环境不良地(dì)区增设一些控(kòng)制点,控制点的选点还要避免无线电(diàn)干扰和(hé)多路径(jìng)效应(yīng)。
3、合理(lǐ)选择作业时间(jiān)
通过下载星(xīng)历文(wén)件(jiàn)了解测区的卫(wèi)星(xīng)分(fèn)布情(qíng)况(kuàng),编制可行的作业计(jì)划,尽量避开卫星信(xìn)号盲区和(hé)中午电离层干扰大的时段,提高作业效率(lǜ)。
4、选择合理的作业流(liú)程
在植被茂密等对(duì)空通视受(shòu)限(xiàn)的测区,通过采用(yòng)常规方(fāng)法和GPS技术相(xiàng)结合(hé)生产流程可以极大地提高生产效率。如辅助相应的软(ruǎn)件,RTK可与(yǔ)全站仪联合作业(yè),充分发挥RTK与全站仪(yí)各自的(de)优势。

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