浅析RTK技术在实际应用中的优劣
一、引言
RTK测量技术集合了GPS卫星定位、快速解算、数据无线传输、快速跟踪等多项先进技术，被广泛应用于全国许多个领域，像铁路、公路、建筑、水利、石油等，主要因为其测量模式和测量速度、精度比以往的测量方式有了很大的变革。笔者近几年在太中银铁路、天津空港道路放线、建筑界址测量等工程项目的实际应用中，对RTK技术有了一些经验和心得，下面就其在实际应用中的优劣性作简要分析。
二、RTK技术的测量原理
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，其基本原理是：基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站，在流动站通过无线电接收基准站所发射的信息，将载波相位观测值实时进行差分处理，得到基准站和流动站基线向量（⊿X、⊿Y、⊿Z）；基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点WGS-84坐标，通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x，y和海拔高h。
三、RTK技术的优点
1.定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。只要满足RTK基本作业条件，在一定的作业半径范围内，RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
2.测量速度快，作业效率高。在一般的地形地势下，RTK设站一次即可测完5km半径的测区，大大减少了传统测量作业所需控制点数量和测量仪器的搬站次数，仅需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即可测得一点坐标，测量速度快，劳动强度低，大大节省了外业费用，提高了劳动效率。
3.RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘的内、外业。流动站利用内装式软件控制系统，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，外业数据传输至计算机，稍加处理即可，同时使辅助测量工作大大减少，减少人为误差，保证了作业精度。
4.降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间通视，只要满足“电磁波通视”，因此，和传统测量方法相比，RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小。在传统测量方法看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区，只要满足RTK的基本作业条件，它能轻松地进行快速的高精度的测量作业。
5.操作简便，容易使用，数据处理能力强。只要在基准站和流动站设站时进行简单的设置，就可以边走边获取测量成果或进行坐标放样。能方便地与计算机或其他测量仪器通信，数据传输、存储、处理、转换能力强。仪器操作、手簿软件的使用简单易学。
四、RTK的不足及其解决办法
1.受卫星状况限制。在一些时段，测区不能很好地被卫星覆盖，容易产生假值。在高山峡谷深处及密集森林区，城市高楼密集区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作业时间受到限制。产生假值问题采用RTK测量成果的质量控制方法可以发现。作业时间受限制可通过查看星历预报，选择作业时间来解决，必要时可辅以其他测量方法。
2.天空环境的影响。白天中午，受电离层干扰比较大，共用卫星数量少，有时接收不到5颗卫星，造成初始化时间比较长甚至不能初始化，也就无法进行测量。在天津郊区，我们做过试验，在同样的条件和同样的地点上进行RTK测量，上午11点之前和下午2点之后，RTK测量结果快而准，而中午时分，很难进行RTK测量。这点可见选择作业时段的重要性，选择双频机型也可消弱电离层的影响。
3.初始化能力和所需时间问题。在山区、城镇密楼区等测量作业时，GPS卫星信号被遮挡情况多，容易造成信号失锁，采用RTK测量时有时需要经常重新初始化。这样测量的精度和效率都受到很大影响。解决这类问题的办法主要是选用初始化能力强、所需时间短的RTK机型（TRIMBLE、LEICA等）。
4.数据链传输受干扰和限制、作业半径比标称距离小的问题。RTK数据链传输容易受到障碍物如高大山体、高大建筑物和各种高频信号源的干扰，在传输过程中衰减严重，严重影响外业测量精度和作业半径。在地形起伏比较大的山区和城镇密楼区数据链传输信号也会受到限制。另外，当RTK作业半径超过一定距离（一般为几公里，每种机型在不同的环境又各不相同）时，测量结果误差超限，所以RTK的实际作业半径比标称半径要小很多，工程实践证明了这一点。解决这类问题的有效办法是把基准站布设在测区中央的最高点上，在环境不良地段增设一些控制点。
5.稳定性问题。目前，RTK测量的稳定性不及全站仪，这是由于RTK较容易受卫星状况、天气状况、数据链传输状况、多路径效应影响的缘故。不同质量的RTK系统，其稳定性差别较大。要解决此类问题，首先要选用精度和稳定性都较好的高质量机型，然后加强RTK测量成果的质量控制。
此外，还有天线相位中心位置误差、高程异常、电台电量不足等问题，都需要在实际生产应用中加以注意，采取有效的保证措施。
五、RTK测量成果的质量控制
研究和实际应用都表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%~99%，RTK比GPS静态测量还多出一些误差因素如数据链传输误差等。尽管通过一些办法很大程度上弥补了一些不足之处，但和GPS静态测量相比，RTK测量更容易出错，在实际应用中必须进行质量控制。其质量控制的方法主要有：
（1）已知点检核比较法：即在布测控制网时，用静态GPS、全站仪、水准仪多测出一些控制点（GPS点、导线点、水准点），然后用RTK测量出这些控制点的三维坐标进行比较检核，发现问题立即采取措施改正。
（2）重测检核比较法：每次初始化成功后，先重测2~3个已测过的RTK点或高精度控制点，确认无误后方可进行RTK测量。
这两种方法中，尽管已知点检核比较法最可靠，但控制点的数量总是有限的，所以在没有控制点的地方需要用重测检核比较法来检验测量成果。除此之外，还可以采用电台变频实时检测法进行质量控制。实践证明，采用这几种方法进行质量控制，确实发现一些问题，收到很好的效果。
六、结束语
经过上述分析和总结，RTK技术在实际应用过程中有很多好的方面，同时又存在着一些技术限制。我们只要了解到它的劣势所在，采用适宜的解决办法就能够把有益于实际生产的技术带到工程应用中来。同时通过良好的质量控制方法和优化作业方法，使RTK技术的应用效果更加良好。
声明①：文章部分内容来源互联网，如有侵权请联系删除，邮箱 cehui8@qq.com
声明②：中测网登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述，文章内容仅供参考。
加群提示：我们创建了全国32个省份的地方测绘群，旨在打造本地测绘同行交流圈，有需要请联系管理员测小量（微信 cexiaoliang）进群，一人最多只能进入一个省份群，中介人员勿扰
