RTK测量技术原理
发布日期:2021-11-19 阅读量:
全球定位系统(GPS)问世以来,以其高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活的特点吸引了众多用户。它可以在世界任何地方和近地空间提供准确的地理位置、车速和准确的时间信息,在物流、汽车、人员定位等行业得到了大量应用。
GPS定位的基本原理是测量已知位置的卫星与地面上的GPS接收器之间的距离,然后接收器与至少4颗卫星通信,计算到这些卫星的距离,从而确定其在地球上的位置. 普通GPS定位精度≥1米,信号误差有50%的概率达到2米以上。被手机GPS导航坑过的人一定有过这样的经历。此外,GPS无法支持精确的高度设置,误差可能高达十米。
 
GPS定位误差是如何产生的?
大气影响:电离层和对流层对大气中电磁波的折射作用改变了GPS信号的传播速度,从而延迟了GPS信号。
卫星星历误差:由于卫星运行过程中受到复杂的外力作用,地面控制站和接收终端无法判断和掌握规律,因此误差无法消除。
卫星钟差:卫星钟差是指GPS卫星钟与GPS标准时间的差值。卫星使用的是铯原子钟,所以两者的时间可能不同步,就像你的手表和客厅挂钟的时间不同步一样。
多径效应: GPS信号在不同障碍物反射后也可能被接收。这就是所谓的“多径效应”。
目前GPS系统提供的定位精度优于10米,为了获得更高的定位精度,我们通常采用差分GPS技术:将GPS接收机放置在参考站上进行观测。根据已知的基站精确坐标,计算出基站到卫星的距离校正数,基站实时发送该数据。用户接收机在进行GPS观测的同时,也接收基站发送的改正数据,对定位结果进行修正,从而提高定位精度。
 
在GPS测量中,如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK(Real - time kinematic)实时差分定位是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它的出现极大地提高了野外作业效率。
在传统RTK作业模式下,基准站是通过数据电台将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站的,流动站接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据进行实时处理,同时给出厘米级定位结果。
但传统的数传电台由于环境与功率衰减的影响,在遇建筑物或山体等障碍物遮挡时,导致数据传输的效果和距离都不能达到预期的效果。 与传统的数传电台相比,GPRS/CDMA数传终端就具有了不可比拟的优势。
 
RTK测量技术的原理:
它在基准站上安置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(即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H,加上基准坐标得到的每个点的WGS-84坐标,通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H)。分电台模式和网络通讯模式。
 
RTK测量的优点:
在GPS测量中,如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK(Real - time kinematic)实时差分定位是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它的出现极大地提高了野外作业效率。
在传统RTK作业模式下,基准站是通过数据电台将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站的,流动站接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据进行实时处理,同时给出厘米级定位结果。
但传统的数传电台由于环境与功率衰减的影响,在遇建筑物或山体等障碍物遮挡时,导致数据传输的效果和距离都不能达到预期的效果。 与传统的数传电台相比,GPRS/CDMA数传终端就具有了不可比拟的优势。