RTK技術及其在控制測量中的應用

薄力瑋

（格爾木創效工程技術咨詢有限公司，青海 格爾木 816000）

1 概述

GPS是利用GPS衛星導航系統來進行全球范圍內、全方位、全天候的測量定位系統。我們按照GPS提供的坐標演變量方式、精度、坐標的不同可以將其分為實時差分（RTD）、實時動態（RTK）、動態后處理、靜態、厘米級、毫米級等多種形式，其中RTK技術是一種目前正在被大量應用的技術。RTK技術可以有效地擺脫外業返工和后處理負擔的困擾，實時動態定位技術效率高，工作效率強，目前已經被廣泛地應用到了工程測量、勘界與撥地測量、地形測量、房產測量、地籍測量、航空攝影測量等領域。本文就RTK技術及其在控制測量中的應用進行探討。

2 RTK技術應用于各種控制測量的優缺點

2.1 優點

第一，RTK技術不會受到時間和通視條件的限制；第二，應用RTK技術不會出現粗差控制測量而導致的返工，可以對待測點的位置進行厘米級精度的實時測定。第三，RTK技術的工作效率較高，其他常規測量方式是無法比擬到RTK技術，它可以由一個人來完成測量基準站5-20km范圍。

另外，在一些建筑稠密地區或者有個別很高大的建筑物地區，采用靜態的GPS測量技術很容易出現測量盲區，對于碎部測量速度會造成較為嚴重的影響，在這種情況下，可以采取RTK技術配合全站儀測量碎部點法來節約成本、縮短工期、進一步提高外業測圖的工作效率，在最短的時間內完成野外控制測量作業。

2.2 缺點

第一，由于基準站的位置不斷變化，所以只能采用充電電池來對RTK設備供電，電源供給不便。第二，RTK技術的可靠性不夠，不能完整地監控數據，也不能確保沒有出現粗差。第三，傳統RTK的工作效率由于要不斷地移動基準站的位置而出現影響。第四，RTK技術的作業距離半徑一般在5-20公里之類，作業距離有限。

3 RTK技術在控制測量中應用的誤差分析

RTK技術在控制測量中應用中，往往會存在兩種誤差，第一種誤差與距離有關，主要包括對流層誤差、電離層誤差、軌道誤差。第二種誤差與測站位置有關，包括氣象因素、信號干擾、多徑誤差、天線相位中心變化等。

3.1 電離層誤差。

對于電離層誤差的影響可以通過線性組合L2觀測值和L1觀測值。眾所周知，太陽黑子活動與電離層效應存在著較為密切的聯系。當太陽黑子處于爆發狀態時，電離層誤差影響范圍可以達到50ppm；當太陽黑子處于平靜狀態時，電離層誤差影響范圍可以達到小于5ppm。大量的實踐資料表明，在太陽黑子處于爆發狀態的幾天時間內，靜態GPS和RTK測量都會受到嚴重的影響，而無法正常進行工作。

3.2 氣象因素。

RTK技術在天氣氣候出現較大變化時也很容易出現觀測坐標變化的問題，所以，筆者建議不應該在氣象情況惡劣的條件下進行RTK測量。

3.3 多路徑誤差。

RTK技術定位測量中，多路徑誤差是最為嚴重、影響面最大的誤差。天線周圍的環境直接決定了多路徑誤差的范圍和程度。在高反射環境下，多路徑誤差最高可以達到19cm。我們可以通過采用專門的濾波器、采用處理數據新技術、采用輔設吸收電波材料、采用扼流圈天線、選擇沒有反射面、地形開闊的點位等措施來削弱多路徑誤差造成的影響。

3.4 對流層誤差。

點間高差、點間距離與對流層誤差存在著較為密切的聯系，通常可以達到3ppm。因此，我們往往會一起模擬與測站有關的誤差，目的在于要使得RTK測量精度達到厘米級。

3.5 天線相位中心變化。

天線的電子相位中心和機械中心通常都不會重合，電子相位中心往往取決于接收信號的高度角、方位角、頻率，且是處于不斷變化的過程中，因此，應該精確地掌握基準站天線和流動站天線的相位圖形。

3.6 軌道誤差。

軌道誤差只有幾米，其殘余的相對誤差影響約為1ppm，就短基線（<10km）而言，對其結果的影響可忽略不計，但對于20～30km的基線則可達到幾厘米。

3.7 信號干擾。

電磁波很容易會干擾到基準站的正常工作，尤其是測試天線周圍的電磁波，至干擾源的距離、發射臺功率、工作頻率都會直接對干擾強度造成影響，因此，在選點時要仔細注意。

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