摘要：現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為GPS只能測量 到公分級精度，而且現(xiàn)在RTK精度也在不斷提高，所以我們認(rèn)為RTK應(yīng)該有達(dá)到毫米級測量精度的可能。因此，今天我們抱著學(xué)習(xí)的態(tài)度，將我們近年來關(guān)于RTK毫米級精度測量的研究實驗成果拿出來與廣大測量愛好者共同學(xué)習(xí)、研討。

　　關(guān)鍵詞：RTK,毫米級,測量

　　一、RTK實現(xiàn)毫米級精度的可行性

　　1、首先在工作實踐中我們發(fā)現(xiàn)RTK在很小的基線范圍內(nèi)。例如在幾百米以內(nèi)數(shù)據(jù)的確 能穩(wěn)定在幾個毫米以內(nèi)。

　　2、RTK和相對定態(tài)定位都屬于相對定位，既然定態(tài)定位能達(dá)到5毫米精度，RTK也就能達(dá)到這一精度。

　　3、雖然定態(tài)儀器采用長時間大量數(shù)據(jù)的平均值，但是老式單頻儀器的采樣頻率很低，老式儀器做定態(tài)都能達(dá)到5毫米的精度，今天的RTK采樣頻率很高，在短時間內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)量不亞于老式儀器長時間的數(shù)據(jù)采集量。所以有可能達(dá)到同樣的精度。

　　4、多路徑效應(yīng)是一個與地面自然環(huán)境有關(guān)的復(fù)雜問題，個另情況下影響儀器正常工作，從理論上講它每時每刻都存在，與衛(wèi)星位置有關(guān)，這將導(dǎo)致不同時段觀測結(jié)果的差異，但沒有理由說影響都在一公分以上。

　　5、根據(jù)衛(wèi)星載波相位精度原理可以推知其能達(dá)到毫米級精度。

　　6、對于衛(wèi)星軌道誤差，電離層漂移及大氣折射都與基線長度有關(guān)，我們可以選擇一定的基線長度范圍，看在多長基線條件下能達(dá)到毫米級精度。

　　7、長期以來GPS一直側(cè)重于大范圍測量問題，對于目前1公分的加常數(shù)據(jù)誤差，所謂的零基線誤差，是在以公里為單位情況下統(tǒng)計出的結(jié)果，不能說明更小范圍1公里以下的測量問題。

　　二、實驗過程

　　1、實驗?zāi)康模?/p>

　　(1)、驗證RTK能達(dá)到毫米級測量精度，從而將它運用于更多的行業(yè)領(lǐng)域中，極大的提高工作效率。

　　(2)、RTK實驗毫米級測量精度時應(yīng)注意那些問題。

　　(3)、目前RTK的局限性以及改進和發(fā)展的途徑。

　　2、實驗設(shè)備配置

　　系統(tǒng)組成：V8CNSS-CR4 基準(zhǔn)站 V8CNSS-CR4流動站(內(nèi)置UHF電臺) UH-3000N可調(diào)電臺 手持控制器(windows CE) 軟件系統(tǒng)為HI-RTK手薄軟件 電池：內(nèi)置高能鋰電池5400MA可連續(xù)工作20小時，采用35W電臺時需外接電源。

　　3、實驗過程和實驗數(shù)據(jù)

　　本實驗中我們分別對200m、500m、1000m基線條件下做了測量實驗。

　　(1)、200m基線條件下的測量數(shù)據(jù)如下：

　　①同一點多次重復(fù)觀測的精度情況：

　　同一點多次重復(fù)觀測，在不同的日期和時間獨立的進行了兩次，其平面精度分別為2.7和2.1mm,高程精度為4.7mm

　　②獨立雙觀測列的精度情況：

　　根據(jù)以上的獨立雙觀測列數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算,點位平面精度平均為4.8 mm。由于每次儀器高不能完全保證相同，人工量取的儀器高誤差太大，其說明不了高程問題，所以本次實驗研究不考慮研究其高程問題，直針對于平面精度而言。

　　(2)、500m基線條件下的測量數(shù)據(jù)如下：

　　本次測量表明采用固定基站模式，由于沒有點校驗誤差，雙觀測列數(shù)據(jù)的精度較好，雖然基線長度放長到了500米，但統(tǒng)計出的精度比200米基線時的雙觀測列精度略高，這是因為200米基線時采用的是未知點設(shè)站的基站模式，總存在著一個點校驗的誤差，雖然誤差統(tǒng)計計算時坐標(biāo)進行了歸零，但歸零點的坐標(biāo)是一個平滑觀測的觀測值，它存在著一次平滑觀測的平滑值誤差，在歸零后的坐標(biāo)值中，都含一個歸零的坐標(biāo)誤差，坐標(biāo)歸零相當(dāng)于將點校驗精度提高到了平滑值精度，并不有完全消除點校驗誤差。

　　同點多重復(fù)的精度，即小取樣式與雙觀測列統(tǒng)計出的結(jié)果相同，說明在超短基線條件下如幾百米下觀測精度主要取決于接收機自身的測量精度，而與兩個時間段間環(huán)境的差異沒有多大關(guān)系。

　　(3)、1000m基線條件下的測量數(shù)據(jù)如下：

　　1000米條件下的同一點多重復(fù)測量，測定出的點位誤差為±0.003米，其雙觀測列測定出的點位誤差為±0.0041米，所以1000米基線條件下的測量證明了RTK能夠很好的準(zhǔn)確快捷的精確的完成施工放樣，而且完全不亞于普通全站儀的放樣精度。

　　三、技術(shù)結(jié)論

　　(1)、通過RTK毫米級精度的測量研究，充分證明了RTK在超短基線條件下，在較為開闊的環(huán)境下完全能達(dá)到毫米級測量精度。

　　(2)、實現(xiàn)RTK毫米級精度測量應(yīng)該注意的問題;

　　①、RTK毫米級精度測量應(yīng)將半徑限定在1公里左右，S86RTK在2公里時明顯達(dá)不到毫米級，V8在兩公里時能否達(dá)到還沒有試驗。

　　②、RTK毫米級精度測量應(yīng)采取固定基站或采取基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點上的機站模式。

　　③、對于厘米級測量在半邊天空或稀疏的樹蔭下都有可能實現(xiàn)，而對于毫米級精度側(cè)需要完全干凈的全視場天空，一般應(yīng)使PDOP在2.0以下。

　　④、在觀測時儀器上方不能有人頭或其他物品繞動，衛(wèi)星方向不能有樹枝或電線桿干擾，對厘米級精度沒有這方面嚴(yán)格的要求，對毫米級精度而言其會明顯影響到毫米級數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

　　⑤觀測時采用三腳基座嚴(yán)格對中正平，不宜使用對中桿。

　　⑥每次架設(shè)機站及整個觀測過程中，儀器面板和對中器都保持相對固定的位置，每次對中都面向一個統(tǒng)一的方向去操作，采用一個大致相同的儀器高。

　　⑦每次作業(yè)先開機等待一段時間(約10分鐘)，使儀器溫度穩(wěn)定后再觀測。

　　⑧電臺數(shù)據(jù)鏈優(yōu)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈。

　　(3)、目前RTK的局限性以及改進和發(fā)展的途徑

　　由于目前RTK在功能和性能上的一些弱點，影響了它在工程上的普及作用，我們?yōu)榇颂岢隽艘韵聨讉�方面的合理建議。

　　①、RTK達(dá)到毫米級精度需要干凈的全視場天空，如果某方向上有高大建筑或山體遮擋衛(wèi)星，我們在該方向上有地面控制點，RTK設(shè)計成能通過衛(wèi)星定位的同時又實時測定測站點與已知控制點的距離，通過與已婚知控制點的距離的約束平差，實時解算，可以補救該方向上沒有衛(wèi)星控制的缺陷，以達(dá)到毫米級測量精度。

　　②、RTK在很短時間內(nèi)(30或10秒)達(dá)到毫米級精度，而儀器對中整平卻需要多于它數(shù)倍的時間，因此我們可以在對中桿上安置姿態(tài)修正儀進行姿態(tài)修正計算，可解快速對中的需要。

　　③、現(xiàn)在的OEM5系列RTK只采用了十分之一的衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集量進行解算，由于毫米級測量范圍較小，無線傳播數(shù)據(jù)相對可靠，我們可以考慮建立高密度的電臺數(shù)據(jù)鏈，充分利用主板的采集數(shù)據(jù)，如果主板采集的數(shù)據(jù)全部利用，有希望在1秒鐘達(dá)到毫米級精度，所以有必要生產(chǎn)工程專用型高精度RTK。

　　④、對于工程設(shè)計數(shù)據(jù)系統(tǒng)還沒有加密保護功能，任何人都可更改，這是比較危險的，所以軟件應(yīng)立即改正完善。

　　四、結(jié)束語

　　RTK作業(yè)模式作為GPS測量的新技術(shù)，改革了傳統(tǒng)測量模式，大大的提高了工作效率，就因為RTK的方便、精確而被廣泛用于各種行業(yè)中，而且隨著它的測量精度被提高到毫米級后，相信RTK將來會被運用于更加寬廣的領(lǐng)域。

　　參考文獻：

　　[1]密長林 RTK測量作業(yè)的誤差分析及質(zhì)量控制 北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報2009(07)

　　[2]羅永權(quán) RTK在市政工程測量中的應(yīng)用 測繪通報2006(07)

　　[3]熊法堂、彭玉明 GPS RTK 高程測量試驗精度分析 中國學(xué)術(shù)會議論文數(shù)據(jù)庫2006