RTK 的基本概念

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

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RTK測量技術原理

RTK（Real?Time?Kinematic）實時動態(tài)測量技術，是以載波相位觀測為根據的實時差分GPS（RTDGPS）技術，它是測量技術發(fā)展里程中的一個突破，它由基準站接收機、數據鏈、?流動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(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給流動站，流動站GPS接收機在接收GPS衛(wèi)星信號的同時，通過無線接收設備，接收基準站傳輸的數據，然后根據相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標及其精度（即基準站和流動站坐標差△X、△Y、△H，加上基準坐標得到的每個點的WGS－84坐標，通過坐標轉換參數得出流動站每個點的平面坐標X、Y和海拔高H）。分電臺模式和網絡通訊模式。

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

對于南方RTK設備來說，這兩項誤差都能夠反映，GPS的測量誤差在實時測量時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說，又可能有兩個誤差源，一是投影帶來的誤差，二是已知點誤差的傳遞。當用三個以上的平面已知點進行校正時，計算轉換四參數的同時會給出轉換參數的中誤差（北方向分量和東方向分量，必須通過控制點坐標庫進行校正才能得到）。


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

當平面已知點只有兩個時，則只能滿足計算坐標轉換四參數的必要條件，無多余條件，也就不能給出坐標轉換的精度評定，此時，可以從查看四參數中的尺度比ρ來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測量精度滿足要求的情況下，可判定已知點有問題。

總結得到：

為了保證RTK的高精度，最好有三個以上平面坐標已知點進行校正，而且點精度要均等，并要均勻分布于測區(qū)周圍，要利用坐標轉換中誤差對轉換參數的精度進行評定。如果利用兩點校正，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(tǒng)（Global Positioning System）是美國從新疆RTK本世紀70年**始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。作為新一代的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)經過二十多年的發(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域中一種被廣泛采用的系統(tǒng)。我國測繪部門使用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，建立各種類型和等級的測量控制網，現在它除了繼續(xù)在這些領域發(fā)揮著重要作用外還在測量領域的其它方面得到充分的應用，如用于各種類型的工程測量、變形觀測、航空攝影測量、海洋測量和地理信息系統(tǒng)中地理數據的采集等。

GPS以測量精度高；操作簡便，儀器體積小，便于攜帶；全天候操作；觀測點之間無須通視；測量結果統(tǒng)一在WGS84坐標下，信息自動接收、存儲，減少繁瑣的中間處理環(huán)節(jié)、高效益等顯著特點，贏得廣大測繪工作者的信賴。GPS是靠天吃飯，看不見摸不著，總結起來有三個知識點非常重要：RTK 共用衛(wèi)星原理；環(huán)境對 RTK 的影響；衛(wèi)星像天上的星星一樣，時刻在飛，不同時間看到的衛(wèi)星不一樣。


上圖解釋了 GPS 共用衛(wèi)星的工作原理，虛線代表著基站或無人機能夠正常使用的衛(wèi)星，中間的三顆衛(wèi)星是重合的，代表著二者可以共同使用的。根據這個原理，無論是基站還是移動站的衛(wèi)星被遮擋，無人機的能夠進行 RTK 定位的衛(wèi)星就會變少。
因此在防風林、山區(qū)等條件惡劣的地區(qū)，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(wěn)定；在山區(qū)盡可能架在高處，盡可能開闊。有遮擋的環(huán)境要注意共用衛(wèi)星的問題，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，這三種從本質上講都是影響了 GPS 的信號（電磁波）?；竞鸵苿诱緝啥说碾姶怒h(huán)境越相似， RTK 越穩(wěn)定。


我們知道，在利用GPS進行定位時，會受到各種各樣因素的影響(見上節(jié)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)測量的方法是各個接收機獨立觀測，然后用后處理軟件進行差分解算。那么對于RTK測量來說，仍然是差分解算，只不過是實時的差分計算。

也就是說，兩臺接收機（一臺基準站，一臺流動站）都在觀測衛(wèi)星數據，同時，基準站通過其發(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，流動站在接收衛(wèi)星信號的同時也通過其接收電臺接收基準站的電臺信號；在這兩信號的基礎上，流動站上的固化軟件就可以實現差分計算，從而精新疆RTK確地定出基準站與流動站的空間相對位置關系。在這一過程中，由于觀測條件、信號源等的影響會有誤差，即為儀器標定誤差,一般為平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm。