RTK技术及其在控制测量中的应用

薄力玮

（格尔木创效工程技术咨询有限公司，青海 格尔木 816000）

1 概述

GPS是利用GPS卫星导航系统来进行全球范围内、全方位、全天候的测量定位系统。我们按照GPS提供的坐标演变量方式、精度、坐标的不同可以将其分为实时差分（RTD）、实时动态（RTK）、动态后处理、静态、厘米级、毫米级等多种形式，其中RTK技术是一种目前正在被大量应用的技术。RTK技术可以有效地摆脱外业返工和后处理负担的困扰，实时动态定位技术效率高，工作效率强，目前已经被广泛地应用到了工程测量、勘界与拨地测量、地形测量、房产测量、地籍测量、航空摄影测量等领域。本文就RTK技术及其在控制测量中的应用进行探讨。

2 RTK技术应用于各种控制测量的优缺点

2.1 优点

第一，RTK技术不会受到时间和通视条件的限制；第二，应用RTK技术不会出现粗差控制测量而导致的返工，可以对待测点的位置进行厘米级精度的实时测定。第三，RTK技术的工作效率较高，其他常规测量方式是无法比拟到RTK技术，它可以由一个人来完成测量基准站5-20km范围。

另外，在一些建筑稠密地区或者有个别很高大的建筑物地区，采用静态的GPS测量技术很容易出现测量盲区，对于碎部测量速度会造成较为严重的影响，在这种情况下，可以采取RTK技术配合全站仪测量碎部点法来节约成本、缩短工期、进一步提高外业测图的工作效率，在最短的时间内完成野外控制测量作业。

2.2 缺点

第一，由于基准站的位置不断变化，所以只能采用充电电池来对RTK设备供电，电源供给不便。第二，RTK技术的可靠性不够，不能完整地监控数据，也不能确保没有出现粗差。第三，传统RTK的工作效率由于要不断地移动基准站的位置而出现影响。第四，RTK技术的作业距离半径一般在5-20公里之类，作业距离有限。

3 RTK技术在控制测量中应用的误差分析

RTK技术在控制测量中应用中，往往会存在两种误差，第一种误差与距离有关，主要包括对流层误差、电离层误差、轨道误差。第二种误差与测站位置有关，包括气象因素、信号干扰、多径误差、天线相位中心变化等。

3.1 电离层误差。

对于电离层误差的影响可以通过线性组合L2观测值和L1观测值。众所周知，太阳黑子活动与电离层效应存在着较为密切的联系。当太阳黑子处于爆发状态时，电离层误差影响范围可以达到50ppm；当太阳黑子处于平静状态时，电离层误差影响范围可以达到小于5ppm。大量的实践资料表明，在太阳黑子处于爆发状态的几天时间内，静态GPS和RTK测量都会受到严重的影响，而无法正常进行工作。

3.2 气象因素。

RTK技术在天气气候出现较大变化时也很容易出现观测坐标变化的问题，所以，笔者建议不应该在气象情况恶劣的条件下进行RTK测量。

3.3 多路径误差。

RTK技术定位测量中，多路径误差是最为严重、影响面最大的误差。天线周围的环境直接决定了多路径误差的范围和程度。在高反射环境下，多路径误差最高可以达到19cm。我们可以通过采用专门的滤波器、采用处理数据新技术、采用辅设吸收电波材料、采用扼流圈天线、选择没有反射面、地形开阔的点位等措施来削弱多路径误差造成的影响。

3.4 对流层误差。

点间高差、点间距离与对流层误差存在着较为密切的联系，通常可以达到3ppm。因此，我们往往会一起模拟与测站有关的误差，目的在于要使得RTK测量精度达到厘米级。

3.5 天线相位中心变化。

天线的电子相位中心和机械中心通常都不会重合，电子相位中心往往取决于接收信号的高度角、方位角、频率，且是处于不断变化的过程中，因此，应该精确地掌握基准站天线和流动站天线的相位图形。

3.6 轨道误差。

轨道误差只有几米，其残余的相对误差影响约为1ppm，就短基线（<10km）而言，对其结果的影响可忽略不计，但对于20～30km的基线则可达到几厘米。

3.7 信号干扰。

电磁波很容易会干扰到基准站的正常工作，尤其是测试天线周围的电磁波，至干扰源的距离、发射台功率、工作频率都会直接对干扰强度造成影响，因此，在选点时要仔细注意。

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