关于RTK的工作原理和精度分析

一、实时载波相位差分  

       我们知道，GPS静态测量的方法是各个接收机独立观测，然后用后处理软件进行差分解算。那么对于RTK测量来说，仍然是差分解算，只不过是实时的差分计算。

  也就是说，两台接收机（一台基准站，一台流动站）都在观测卫星数据，同时，基准站通过其发射电台把所接收的载波相位信号（或载波相位差分改正信号）发射出去；那么，流动站在接收卫星信号的同时也通过其接收电台接收基准站的电台信号；在这两信号的基础上，流动站上的固化软件就可以实现差分计算，从而精确地定出基准站与流动站的空间相对位置关系。在这一过程中，由于观测条件、信号源等的影响会有误差，对于我们Z-X接收机来说，此部分的仪器标定误差为平面1cm+1ppm，高程上由于受电离层以及对流层的影响较大，精度略逊。
  
  二 、坐标转换

       空间相对位置关系不是我们要的最终值；因此还有一步工作就是把空间相对位置关系纳入我们需要的坐标系中。也就是说，要通过坐标转换把GPS的观测成果变成我们需要的坐标。这个工作有多种模型可以实现，我们的软件采用的是平面与高程分开转换，平面坐标转换采用先将GPS测得成果投影成平面坐标，再用已知控制点计算二维相似变换的四参数，高程则采用平面拟合或二次曲面拟合模型，利用已知水准点计算出该测区的待测点的高程异常，从而求出他们的高程。坐标转换也会带来误差，该项误差主要取决于已知点的精度和已知点的分布情况。（如果需要公式请查阅相关的测量书籍）

       从上可以看出，RTK的测量精度包括两个部分，其一是GPS的测量误差，其二是坐标转换带来的误差。对于ASHTECH设备来说，这两项误差都能够反映，前者在实时测量时可以从手簿上看得到（H RMS 和 V RMS）,也会存在手簿上相应的LOG文件中；对于坐标转换误差来说，又可能有两个误差源，一是投影带来的误差，二是已知点误差的传递。但ASHTECH的RTK控制软件所采用的投影为抵偿投影（中央子午线为基准站所在点的经度，投影面可选为测区平均高程面），所以，可以忽略投影误差，只需考虑已知点误差的影响。当平面已知点为三个以上时，计算转换四参数的同时会给出转换参数的中误差（北方向分量和东方向分量。值得注意的是，如果此时发现转换参数中误差比较大（比如，大于5cm）,而在采集点时实时显示的测量误差在标称精度范围之内，则可以判定是已知点的问题，有可能已知点的精度不够，也有可能已知点的分布不均匀。当平面已知点只有两个时，则只能满足计算坐标转换四参数的必要条件，无多余条件，也就不能给出坐标转换的精度评定。

  此时，可以从以下方面入手检验坐标转换的精度，一是看转换参数之一----尺度比ρ，该值理想值为1，如果发现ρ偏离1较多（比如：  |ρ-1|≧1/40000，超出了工程精度），则在保证GPS测量精度满足要求的情况下，可判定已知点有问题。
  
  总结得以下两点：

  1、 RTK作业时，GPS的测量精度既实时显示，又会存在LOG文件中，该值可以作为精度评定的部分，提交成果；
  2、 坐标转换会带来误差，有两个误差源，一是投影，二是已知点误差。ASHTECH设备可以取消前者，后者则是无法避免的，但为了尽量减少之，应作到以下：最好有三个以上平面坐标已知点，而且点精度要均等，并要均匀分布于测区周围。此外，要利用坐标转换中误差和尺度比两种手段对转换参数的精度进行评定。

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