【整理】RTK 实时动态定位技术

1   引言

RTK 测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术。众所周之，GPS测量工作模式有静态、快速静态和动态相对定位等，但用这些测量模式时，如果 不与数据传输系统相结合，其定位结果均需要通过测后处理而获得。由于测量数据需要在测后处理，所以上述几种测量模式均无法实时地给出观测站的定位结果，而 且也不能对基准站和用户观测数据的质量进行实时地检验，因而难以避免在后处理数据时发现不合格的测量成果，造成需进行返工重测的情况。

过去解决这一问题的措施，主要是延长测量时间，以获得大量的多余数据，来保障测量结果的可靠性，但是这样大大降低了测量工作的效率。

实 时动态测量的基本思想是，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其测量数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观 测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的测量数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示 用户站的三维坐标及其精度。通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与用户站测量数据的质量和解算结果的收敛情况，从而可实时地判定解算结果是否成功，以 减少冗余测量，缩短测量时间。

 

2   RTK 技术原理

RTK(Real Time Kinematic) 实时动态定位技术，是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术，是利用两台或两台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基站，其它作为移动站。在RTK作业模式下，基站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给移动站。移动站不仅通过数据链接收来自基站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出毫米级的定位结果，历时不到一秒钟。移动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可 在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的 实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，移动站可随时给出毫米级定位结果。RTK技术受外界条件限制小，只要满足工作条件， 就能快速、高精度地完成定位作业。

 

3   RTK 测量系统的构成

RTK 测量系统主要由三部分构成：

● GPS接收设备；

● 数据传输系统；

● 软件系统。

3.1 GPS 接收设备

RTK 测量系统中，至少包含二台接收机，分别安置在基站和移动站上。基站应设在测区内地势较高，视野开阔，且坐标已知的点上。在城区可考虑设在楼顶平台上。作业期间，基站的接收机应连续跟踪全部可见GPS卫星，并将测量数据通过数据传输系统，实时地发送给移动站。

3.2 数据传输系统

数据传输系统，由基站的发射台和移动站的接收台组成，它是实现实时动态测量的关键设备。

数据传输设备要充分保证传输数据的可靠性，其频率和功率的选择主要决定于移动站与基站间的距离、环境质量及数据的传输速度。

3.3 支持实时动态测量的软件系统

软件系统的质量与功能，对于保障实时动态测量的可行性测量结果的精确性与可靠性，具有决定性的意义。