RTK在物探测量中的应用

王崇

摘要：本文首先介绍了RTK及其工作原理，RTK在物探测量中带来了方便和好处。由于RTK受到各种条件的约束也带来了不可避免缺点。本文对其缺点提出了一些解决方案，并以工程实例进行分析说明。

关键词：物探测量，坐标系，多路径效应，天线相位中心误差，数据链传输

Abstract:This article first introduces the RTK and its working principle and RTK brings benefits and convenience in the geophysical survey. With RTK under various conditions has brought the inevitable shortcomings. This article propose a number of solutions to its shortcomings, description and analysis to engineering examples.

Keywords:geophysical survey, coordinate systems, multipath, the antenna phase Center error, data transmission

中图分类号：TU198+.1文献标识码：A 文章编号:

引 言

RTK是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术，它能够实时的提供测站点在指定坐标系统中的三维定位结果。RTK技术近年来发展比较迅速，它在各种控制测量、地形测图、工程选线及工程放样中应用广泛，与常规仪器相比非常明显地提高了作业效率和作业精度。但在整个GPS应用方面，测量行业始终是一个小分支，测量知识的流通面也非常有限，再加上普通测量员或非测量专业人员普遍对新技术理解不深，在进行RTK测量时，往往会按照培训人员的要求机械化地去接受，这样时间一长就会对整个测量工作效率产生影响，RTK的优越性也不能完全被发挥出来。本论文通过实例论述了RTK在物探测量中的优缺点及改正的措施，从而使RTK在物探测量方面更好的发挥它的好处。

1 RTK及工作原理

RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，它由基准站接收机、数据链、 流动站接收机三部分组成。在基准站上安置1台接收机为参考站， 对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度。

2 RTK技术在物探测量中的应用实例

2.1测区名称

《新景公司佛洼区西部地质构造及水文地质探测技术研究测量》

2.2 已有资料及利用

成图资料：从矿地测部收集到控制点佛南、佛西、双杆三个等级点保存完好，满足本期需要。

2.3测量作业标准

本次测量采用54年北京坐标系。严格执行下列规范、规程：

1、《煤炭资源勘探工程测量规程》，煤炭工业部，1987年颁发。

2、《全球定位系统（GPS）测量规范》，国家技术监督局，2001年颁布。

3、《物化探工程测量规范》,DZ/T 0153-95。

2.4人员、设备投入及安全措施

本次共投入测量人员11人。拟投入灵锐S86型双频GPS（RTK）接收机5台/套。

2.5外业作业方法

本区定线测量采用实时相位差分（RTK）测量。点点实测坐标和高程。

2.6野外采集数据精度要求

施工结束后，对全区测量成果要作出质量评价。精度评定是以点位中误差和高程中误差及最弱边相对中误差来衡量。

3 RTK技术在物探测量中应用的优点

RTK技术在物探测量中应用如此广泛，主要因为其具有很多优点。测量人员只需手持RTK移动站，操作与移动站相连的手簿。将所需放样的数据存入手簿中，就可在十公里范围内放样，精度达到厘米级。在接到基站数据和卫星满足的情况下每点放样时间只需一到两秒，并且能得到所测点的三维坐标。并受天气影响不大，且点与点之间不需通视，给作控制提供了很多便利，所使用的人员和车辆也比其它测量方式要少。

4 RTK技术在物探测量应用中存在的问题及解决措施

4.1多路径效应及解决措施

多径误差是RTK定位测量中最严重的误差。多径误差取决于天线周围的环境。多径误差一般为几厘米，高反射环境下可超过10厘米。多径误差可通过下列措施予以削弱： A、选择地形开阔、不具反射面的点位。B、采用扼流圈天线。C、采用具有削弱多径误差的各种技术的天线。D、基地站附近辅设吸收电波的材料。

4.2初始化问题及解决措施

在物探测量工作中应用RTK技术，通常单一卫星定位系统的接收机假如能锁定六颗及以上卫星，那么其可靠性能较强，而多卫星系统只需保持四颗GPS卫星，就能确保其性能可靠。但如果施工区域处于复杂的地区时，且在某一观测时间段之内不能接到更多卫星信号的覆盖，导致出现间隙，此时接收机就可能因接收到卫星信号造成失锁现象，此时容易出现假值。这样采用RTK技术进行作业时就必须重新初始化。因而怎样得到足够的卫星数和缩短初始化时间的理论和技术，是测量工作中测量人员采用RTK技术时应该首先解决的难题。

4.3影响RTK数据链作用距离的因素

RTK技术同距离有关的误差：包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。对固定基地站而言，同仪器同干扰有关的误差可通过各种校正方法予以削弱，。由于这一技术将单基准站作为站址，且可靠性能较差，因而应借助网络RTK (VRS)技术，提升观测结果的可靠性和精度。

4.4天线相位中心误差

天线的机械中心和电子相位中心一般不重合。而且电子相位中心是变化的，它取决于接收信号的频率、方位角和高度角。因此，若要提高RTK定位精度，必须进行天线检验校正，检验方法分为实验室内的绝对检验法和野外检验法。

4.5影响数据链传输的因素

信号传输过程中的误码，数据链信号衰减影响，锁定卫星颗数不稳定、信号线、电源线接触不良，数据链信号传输断断续续。造成流动站在作业中信号失锁。为确保RTK能快速、连续地得到固定解，务必使RTK移动站能快速、连续、可靠地接收到基准站发来的数据链信号。

4.6坐标系统转换产生的误差

在物探测量工作中，应用RTK技术所得的测量结果通常是WGS-84坐标系下的，但由于流动站位置距离基站有一定的距离导致大地面有起伏，因而必须启用模型转换三参数、七参数等转换措施，转化成所需坐标系等工程需要的坐标系。

参考文献

[1] 褚广荣，《地图概论》，北京师范大学出版社.

[2]《全球定位系统（GPS）测量规范》，GB/T18134-2001.

[3]《煤炭煤层气地震勘探规范》，MT/T 897-2000.

[4] 李青岳，《工程测量学［M］》, 北京：测绘出版社，1984年.