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RTK技术的优缺(quē)点与应(yīng)对方法

 

RTK技术(shù)是一种新的常用的GPS测量(liàng)方(fāng)法(fǎ),以前(qián)的静(jìng)态、快速静态、动态(tài)测(cè)量(liàng)都需要(yào)事后进行解算才能获得厘米(mǐ)级的精(jīng)度,而RTK是(shì)能够在野(yě)外实时得到厘米级定(dìng)位精(jīng)度的测量(liàng)方法,它采(cǎi)用(yòng)了载波相位动态实时差分方(fāng)法,是GPS应用(yòng)的重大(dà)里程碑,它的出现(xiàn)为工程放样、地形(xíng)测图,各种控制测(cè)量带来了新曙光,极大(dà)地提(tí)高了外(wài)业作业效率。但同(tóng)时,RTK技(jì)术仍存在一系列的(de)缺陷,如不能(néng)有(yǒu)效处(chù)理这些缺(quē)陷,往往(wǎng)会给工作造成很大不便,所以探讨如何处理RTK技术(shù)的缺(quē)陷就显(xiǎn)得很有必要。

RTK技(jì)术(shù)的优点(diǎn)

1、作业效率高(gāo)

在一般(bān)的地形地势下(xià),高质量的(de)RTK设站(zhàn)一次即可测完5km半径的测区(qū),大大减少了传统测量所(suǒ)需的控制(zhì)点数量和(hé)测(cè)量仪器的“搬站”次数,仅(jǐn)需(xū)一人操作,每(měi)个放样点只需要停(tíng)留12秒,就可(kě)以完成作业。在公路路(lù)线(xiàn)测量(liàng)中,每小组(34)每天可完成中线(xiàn)测量68km,在中线放(fàng)样的同时完成中桩抄平工作。若(ruò)用其进行地(dì)形测量,每小组每天可以完成0.81.5km2的地形(xíng)图测绘(huì),其精度和效率(lǜ)是常(cháng)规测量所(suǒ)无法比拟的。

2、定位精(jīng)度(dù)高,没有误差积(jī)累(lèi)

只(zhī)要满足RTK的基本(běn)工作条件,在一定的作业半径范围内(一般为(wéi)5km)RTK的平面精(jīng)度和(hé)高程精度(dù)都能达到厘米级,且(qiě)不存在误差积累。

3、全(quán)天(tiān)候作业

RTK技术(shù)不要求两(liǎng)点间满足光(guāng)学通视,只需要满(mǎn)足“电磁波通(tōng)视和对空通视的要(yào)求”,因此和传统测(cè)量相比(bǐ),RTK技术作业(yè)受限因素少,几乎(hū)可以全(quán)天(tiān)候作业。

4RTK作业自动化、集成化程(chéng)度(dù)高

RTK可胜任各种测绘外业。流动站配(pèi)备高效手持(chí)操作(zuò)手簿,内置专业软(ruǎn)件可自动实现多种测(cè)绘功能,,减少人为误差,保证了(le)作业精度。

RTK技术的缺(quē)点(diǎn)

虽然(rán)GPS技术有着常规仪器所不能比拟的优点,但经过多年的工(gōng)程实践证明(míng),GPS RTK技术存在以下几方面(miàn)不足。

1、受卫星状况限制

GPS系(xì)统的总体设(shè)计(jì)方案(àn)是在1973年完成(chéng)的,受(shòu)当时(shí)的技术限制(zhì),总体(tǐ)设计方案自身(shēn)存(cún)在很多不足。随(suí)着时间的推移和用(yòng)户要求的(de)日(rì)益(yì)提高,GPS卫星的空间组成和卫星(xīng)信号强(qiáng)度都不(bú)能满足当前的需要,当卫星系统位置对美国是最佳(jiā)的时候,世界上有(yǒu)些国家(jiā)在某一确定的时间段仍然(rán)不能很(hěn)好地(dì)被(bèi)卫星所覆盖(gài)。例如在中、低纬度地区每天(tiān)总有(yǒu)两次盲区,每次2030分钟,盲区时卫星几何图形(xíng)结构强度低,RTK测量很难得到固定解。同时由于信号(hào)强度较弱,对空遮挡比较严重的地方,GPS无(wú)法(fǎ)正常应用。

2、受电离层影响(xiǎng)

白天中午,受电离层干扰大,共用卫星数少,因而初始(shǐ)化时(shí)间长(zhǎng)甚至(zhì)不能初始化,也(yě)就无法进行测(cè)量。根据我们的(de)实(shí)际经验,每(měi)天中午12点~13点,RTK测量很难得到固定解。

3、受数据链电台传输距离(lí)影响

数据链电台(tái)信号在传输(shū)过程中(zhōng)易受外界环(huán)境影响,如高大山体、建(jiàn)筑物和各种高频信号源的干(gàn)扰,在传(chuán)输过程中衰减(jiǎn)严重,严重影响外业精度和作业半径。另外(wài),当RTK作业(yè)半径超过一定距离时,测量结果误差超限,所以RTK的实际作业有效(xiào)半径比(bǐ)其(qí)标称半径(jìng)要小,工程实践(jiàn)和(hé)专门研究都(dōu)证明了这(zhè)一点。

4、受对空通(tōng)视环境影响

在山区、林区(qū)、城镇密楼区等地作(zuò)业时,GPS卫星信号被阻挡机会较多(duō),信号强度低,卫星空间(jiān)结构(gòu)差,容易(yì)造成失锁,重新初始化困难甚至无法完成初(chū)始化,影响正常作业。

5、受高程(chéng)异常问题影响

RTK作业模(mó)式要(yào)求高程的转换必须精确,但我(wǒ)国现(xiàn)有的(de)高程异常(cháng)分布图在有些地区,尤(yóu)其是山(shān)区,存在较(jiào)大误差(chà),在有些地区还是(shì)空(kōng)白(bái),这就(jiù)使得将GPS大地高(gāo)程转(zhuǎn)换至海拔高程的工作变(biàn)得(dé)比较困难,精度也不均匀,影响RTK的高程测量精度。

6、不(bú)能达到100%的可靠度

RTK确定整周模糊度(dù)的可靠性为95~99%,在稳定性方(fāng)面不及(jí)全(quán)站仪,这是由于RTK较容(róng)易受卫星状况、天气状况、数(shù)据链传输(shū)状况影(yǐng)响的(de)缘(yuán)故。

提高RTK作业效率(lǜ)的方(fāng)法

虽然RTK有如(rú)上所述的缺(quē)点,但(dàn)经大量(liàng)的工程实践证明,其(qí)优点远(yuǎn)远大于缺点,况且有些优点是常规(guī)测量(liàng)方法所不能(néng)比拟(nǐ)的,因而RTK测量技术才风靡全国,在测量界引发了一场技(jì)术革命。针对(duì)RTK技(jì)术的(de)缺点,通过这几年的工程实践,我们摸索出下面几条优(yōu)化施测方法,以(yǐ)在(zài)目(mù)前的GPS技(jì)术水(shuǐ)平下弥补RTK技(jì)术的不足,提(tí)高作业(yè)效(xiào)率。

1、摸清仪器(qì)特性

通(tōng)过在各种条(tiáo)件下反复试验,摸清仪器(qì)各种特性,如能(néng)否达到标称精度,在各种条件下的测量误(wù)差(chà)和作业半径,摸清(qīng)仪(yí)器(qì)的稳定性和各种条件下的初始化能力及所耗时间等等,以(yǐ)便(biàn)应用时得心应手。

2、注重基准位置的选择

基准站(zhàn)尽量设置在(zài)点位较高的控制点上,以利于接收卫星(xīng)信号(hào)和数据链信(xìn)号,控制点间距(jù)离应小于RTK有效作业半径的2/3倍。为方(fāng)便对RTK测量成果(guǒ)进行控制(zhì)检核(hé)和(hé)避免出现(xiàn)作业盲点,应在测区内环(huán)境(jìng)不良(liáng)地区增设一(yī)些控(kòng)制点,控制点(diǎn)的选点还要避免无(wú)线电干扰和多(duō)路(lù)径(jìng)效应。

3、合(hé)理选择作业时间

通过下载星历文件了解测区的卫星分布(bù)情况,编(biān)制可行(háng)的作业计(jì)划,尽量避开卫星信号盲区和中午电离(lí)层干扰(rǎo)大的时(shí)段,提高作业(yè)效率。

4、选择合理的作(zuò)业流程

在植被茂密等(děng)对(duì)空通视受限的测区,通过采用常规(guī)方法和GPS技术相结合生产流程可以极(jí)大地提(tí)高生产(chǎn)效率。如辅(fǔ)助相应的软件,RTK可与全站仪(yí)联合作业,充(chōng)分发挥RTK与全(quán)站仪各自的优势。

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