GNSS测量技术:RTK动态测量简介

通过学习前面章节中介绍的差分GNSS原理，对于距离不太远的相邻测站间，它们共有的GNSS测量误差如卫星星历误差、大气延迟(电离层延迟和对流程延迟)误差和卫星钟钟差对两个测站的误差影响大体相同，从总体上讲测站间测量误差具有很好的空间相关性。假如在一个已知点上安置GNSS接收机，这里称该接收机为基准站接收机，它与用户GNSS接收机即流动站接收机一同进行观测，如果基准站接收机能将上述测量误差改正数通过数据通信链发送给附近工作的流动站接收机，则流动站接收机定位结果通过施加上述改正数后，其定位精度得到大幅度提高。

RTK是Real-Time-Kinematic的缩写，即实时动态测量，它属于GNSS动态测量的范畴，测量结果能快速实时显示给测量用户。RTK是一种差分GNSS测量技术，即实时载波相位差分技术，它通过载波相位原理进行测量，通过差分技术消除减弱基准站和流动站间共有误差，有效提高了GNSS测量结果的精度，同时将测量结果实时显示给用户，极大提高了测量工作的效率。RTK技术是GNSS测量技术发展中的一个新突破，它突破了静态、快速静态、准动态和动态相对定位模式事后处理观测数据的方式，通过与数据传输系统相结合，实时显示流动站定位结果，自90年代初问世，备受测绘工作者的推崇，在数字地形测量、工程施工放样、地籍测量以及变形测量等领域得到推广应用。

载波相位差分方法可以分为修正法和差分法两类，修正法为准RTK，差分法为真正的RTK。修正法是将基准站接收机的载波相位修正值发送给用户接收机，进而改正用户接收机直接接收GNSS卫星的载波相位观测值，再求解用户接收机坐标。差分法是将基准站接收机采集的载波相位观测值直接发送给用户接收机，用户接收机将接收到的GNSS卫星载波相位观测值与基准站接收机发送来的载波相位观测值进行求差，最后求解出用户接收机的坐标。

综上所述，RTK定位的基本原理是: 在基准站上安置一台GNSS接收机，另一台或几台接收机置于载体(称为流动站)上，基准站和流动站同时接收同一组GNSS卫星发射的信号。基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GNSS差分改正值，将这个改正值及时通过无线电数据链电台传递给流动站接收机; 流动站接收机通过无线电接收基准站发射的信息，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坐标差ΔX， ΔY，ΔZ; 此坐标差加上基准站坐标得到流动站每个点的GNSS坐标基准下的坐标; 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和高程h及相应的精度。(www.xing528.com)

GNSSRTK数据处理是基准站和流动站之间的单基线解算过程，利用基准站和流动站的载波相位观测值的差分组合载波相位，将动态的流动站未知坐标作为随机的未知参数，载波相位的整周模糊度作为非随机的未知参数进行解算，通过实时解算出的定位结果的收敛情况判断解算结果是否成功。

RTK技术受到基准站和用户间距离的限制，关键技术是基准站接收机在数据传输时如何保证高可靠性和抗干扰性。为解决作业距离的问题，根据作业范围，可以采用单站差分技术、局域差分技术和广域差分技术。采用单站差分技术的RTK测量系统称为常规RTK，采用局域或广域差分技术的RTK测量系统称为网络RTK。常规RTK测量系统结构和算法简单，成本低，技术也非常成熟，主要适用于小范围的差分定位工作。网络RTK测量系统结构和算法非常复杂，建设成本高，主要适用于较大区域的测量定位，如一个城市、一个省或一个国家甚至全球范围。