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RTK技术的优缺点与应对方法

 

RTK技(jì)术是一种新的常(cháng)用的GPS测量方法(fǎ),以前的静态、快速静(jìng)态、动态测量都(dōu)需要事后进(jìn)行解算才能获得厘米级的精度,而(ér)RTK是能够(gòu)在野(yě)外实(shí)时得到厘米级(jí)定(dìng)位(wèi)精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它(tā)的出现为工程放样、地形测图,各种(zhǒng)控制测量带(dài)来了(le)新(xīn)曙光,极大地(dì)提高(gāo)了外业作业效率。但(dàn)同时,RTK技术(shù)仍存在一系列的缺陷,如不能有(yǒu)效处理这些缺陷,往往会给工作(zuò)造(zào)成很大不(bú)便,所以探讨如(rú)何处理RTK技术的缺陷就显得(dé)很(hěn)有必要。

RTK技术(shù)的优点

1、作业效率高

在一般的地形地势下(xià),高质量的RTK设站(zhàn)一次(cì)即可测完5km半径的测区,大大(dà)减(jiǎn)少了传统测量所需的控制点数量和(hé)测量仪(yí)器的“搬站”次数(shù),仅需一人操(cāo)作,每个放样点(diǎn)只需要停留(liú)12秒,就可以完成作业。在公路路线测量中,每小组(34)每天(tiān)可完(wán)成中线测量68km,在中线放样的(de)同时完成中桩抄平工作。若用其(qí)进行地形测量,每小组每天可以(yǐ)完成0.81.5km2的(de)地形(xíng)图测绘,其精度和效率是常规测量所无法(fǎ)比拟的。

2、定(dìng)位精度高,没有误(wù)差积累

只要(yào)满足(zú)RTK的基(jī)本工作条件,在一定的作(zuò)业半径范围内(一般为5km)RTK的平(píng)面精度和高程精度都能达到(dào)厘(lí)米级,且(qiě)不存在误差积累。

3、全(quán)天候(hòu)作业

RTK技术不要求两点(diǎn)间满足光(guāng)学通(tōng)视(shì),只(zhī)需(xū)要满足“电磁(cí)波通视和(hé)对空通视的要求”,因此(cǐ)和传统测量相比,RTK技(jì)术作业受限(xiàn)因素少,几乎可(kě)以(yǐ)全天候(hòu)作业。

4RTK作业自动化、集成化(huà)程度高

RTK可胜任各种测绘外(wài)业。流动站配备高效(xiào)手持操作手(shǒu)簿,内置专业软(ruǎn)件可自动(dòng)实现多(duō)种测绘(huì)功能,,减少人为误差,保(bǎo)证(zhèng)了作业精度(dù)。

RTK技(jì)术的缺点

虽然GPS技术(shù)有着(zhe)常规仪器所(suǒ)不能比拟的优点,但(dàn)经过多年的工程(chéng)实践证明,GPS RTK技术存在以(yǐ)下(xià)几(jǐ)方(fāng)面不足。

1、受卫星(xīng)状(zhuàng)况限制

GPS系统的总体设计方案是在1973年完成的,受当时的技术限制,总体设(shè)计方案自身存在很多不足。随(suí)着时间(jiān)的推移和用户要求的日益提高,GPS卫星的空间组成和卫星信号(hào)强度都不能满足当前的(de)需要,当卫(wèi)星系统位置对美国是最佳的时候,世界上(shàng)有些国家在某一确(què)定的时间段仍(réng)然不(bú)能很好地被卫(wèi)星(xīng)所覆(fù)盖。例(lì)如(rú)在中、低纬(wěi)度地区每(měi)天总(zǒng)有两次(cì)盲区,每(měi)次2030分钟(zhōng),盲区时卫星几何图形结构(gòu)强(qiáng)度低(dī),RTK测量很难得到固定解。同时由于(yú)信号强度较弱(ruò),对空遮挡比较(jiào)严(yán)重的地方,GPS无法正常应用。

2、受电离层影(yǐng)响(xiǎng)

白天(tiān)中午,受电离层(céng)干扰(rǎo)大,共用卫(wèi)星数少,因而初(chū)始化时间长甚(shèn)至不能初始化(huà),也就无法进行(háng)测量。根据我们的(de)实际经(jīng)验,每天中午12点~13点,RTK测量很难得到固定解(jiě)。

3、受数据链(liàn)电台传输距离(lí)影(yǐng)响

数(shù)据链(liàn)电台信(xìn)号在传输过程中易(yì)受(shòu)外界环境影(yǐng)响,如高大山体、建筑物和(hé)各种高频(pín)信号源的干扰,在传输(shū)过(guò)程中衰(shuāi)减严重,严重影响外(wài)业精(jīng)度和作业半(bàn)径(jìng)。另外,当RTK作业(yè)半径(jìng)超过一定距离(lí)时,测量(liàng)结果误(wù)差超限,所以RTK的实际作业有效半径比其标(biāo)称半(bàn)径要小,工(gōng)程实(shí)践和专门研(yán)究都(dōu)证明(míng)了这一点。

4、受(shòu)对空通视环境影响

在(zài)山区、林区、城镇(zhèn)密楼区(qū)等地作业时,GPS卫星信号(hào)被阻挡(dǎng)机会较多,信号强度低,卫星空间结构差,容(róng)易造成失锁,重新初始化困难甚至无法完(wán)成初始化(huà),影响正常作(zuò)业。

5、受高程异常问题影响

RTK作业模式要求(qiú)高程的转换必须精确,但我国(guó)现有的高程异常(cháng)分布图在有些地区(qū),尤其是山区,存在较大误差,在(zài)有些地区还是空(kōng)白,这就(jiù)使得将GPS大地高程转换(huàn)至(zhì)海拔高程的(de)工作变得比较困(kùn)难,精(jīng)度也不均匀,影(yǐng)响(xiǎng)RTK的高程测(cè)量精度。

6、不能(néng)达到100%的可(kě)靠(kào)度(dù)

RTK确定整周模糊度(dù)的可靠性为95~99%,在稳定性方面不及全站仪,这是(shì)由于RTK较(jiào)容易受卫星状况、天气(qì)状况、数(shù)据链传输(shū)状况影响的缘(yuán)故。

提高RTK作业(yè)效(xiào)率(lǜ)的方法

虽然RTK有如上所述(shù)的缺点,但经大量的工程实践证明,其(qí)优点(diǎn)远远(yuǎn)大(dà)于缺点,况且有些优点是常规测(cè)量方(fāng)法所不能比拟的,因而RTK测量技(jì)术才风靡全国,在测(cè)量界引发了一场技术(shù)革命(mìng)。针对RTK技术(shù)的缺点,通过这几年(nián)的(de)工(gōng)程实践,我们摸索出下面几条优化施测方法,以在目前的GPS技术(shù)水平下弥补RTK技术的(de)不足(zú),提高作(zuò)业(yè)效率。

1、摸清(qīng)仪器特性(xìng)

通过在各种条(tiáo)件下反复(fù)试(shì)验,摸清仪器(qì)各种特性,如(rú)能否达到标称精度,在(zài)各(gè)种(zhǒng)条(tiáo)件下(xià)的测(cè)量误差(chà)和(hé)作(zuò)业(yè)半(bàn)径(jìng),摸清仪(yí)器的稳(wěn)定性和各种条件下的初始化能力及所耗时间等等,以便(biàn)应用时得(dé)心应手。

2、注重基(jī)准位(wèi)置的选择

基准站尽量(liàng)设置在(zài)点位较高的(de)控制点上,以利(lì)于接(jiē)收卫星信号和数据(jù)链信(xìn)号,控(kòng)制(zhì)点间距离应(yīng)小于RTK有效作业半径的2/3倍。为(wéi)方便对RTK测量成果进行(háng)控(kòng)制检核和避免出现(xiàn)作业盲点,应(yīng)在(zài)测(cè)区内环(huán)境不良(liáng)地区增设一些控(kòng)制点,控制点的(de)选点还要避免无线(xiàn)电干扰和多路径效(xiào)应。

3、合理选择作业(yè)时间

通(tōng)过下载星历(lì)文件了解测区的卫星分布情况,编制可行的作业计划(huá),尽量避(bì)开卫星信号盲(máng)区和(hé)中午电离(lí)层干扰大的时段,提高作业效率。

4、选择(zé)合理的作业流程

在植(zhí)被茂密等对空通视受(shòu)限(xiàn)的测区,通过采用常规方法和GPS技(jì)术相结(jié)合生产流程(chéng)可以(yǐ)极大地(dì)提高生产效率。如辅助相应的软件,RTK可(kě)与(yǔ)全(quán)站仪联(lián)合作业(yè),充分(fèn)发挥RTK与全站仪各自的优势(shì)。

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