RTK原理

RTK原理及应用温传浪广州中海达卫星导航技术股份有限公司目录RTK工作原理RTK的组成部分RTK坐标表示RTK的优缺点RTK应用•GPS测量误差来源绝对定位精度不能满足要求RTK工作原理RTK(RealTimeKinematic)---实时动态载波相位差分定位技术。RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统，RTK定位技术就是基于载波相位观测的实时动态差分定位技术，它能够实时实实地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度RTK工作原理RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，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时间、同一GPS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GPS差分改正值。然后将这个改正值通过数据传输系统及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。RTK的工作原理RTK工作原理载波相位差分原理:基准站载波相位观测值、已知坐标将接收的载波相位与来自基准站的载波相位组成相位差分观测值，通过实时处理确定用户站的坐标。接收GPS卫星的载波相位。用户接收机基准站:已知坐标(X0,Y0,Z0)RTK工作原理RTK组成部分1、基准站接收GPS信号,包括：导航电文信号；提供差分坐标，星历等信息2、移动站接收GPS信号及基准站差分信号，并进行解算，得到实时的高精度定位结果3、差分传送将基准站的差分数据传输给移动站包括测站坐标、观测值、卫星跟踪状态等数据4、手簿内置RTK测量软件，可设置基准站，移动站的工作参数，显示移动站实时坐标成果，计算测量参数，进行辅助线路设计等功能。RTK组成部分主机主机延长杆手簿对中杆三脚架基座差分天线差分天线基站移动站RTK组成部分RTK组成部分传输差分示意图RTK传输差分模式对比•1、电台传输差分数据•传统的差分数据传输模式：差分数据通过电台传到移动站•优点：信号稳定，速度快•缺点：距离受地形限制，作用距离较近（一般小于15KM）•2、网络传输差分数据（GPRS\GSM\CDMA）•新的差分数据传输模式：差分数据通过手机网络传到移动站•优点：距离不受受地形限制，作用距离远。•（手机网络信号，不受距离限制，因为主板解算原因，解算距离可达30KM）•缺点：信号受手机网络信号质量影响RTK组成部分RTK坐标表示如何表示地面任意一点的位置？RTK坐标表示美剧《越狱》第二季十一集剧照84空间直角坐标(X,Y,Z)七参数四参数+高程拟合点平移当地平面坐标(x,y+h)当地平面坐标(x,y+h)平面转换80平面直角坐标(x,y,h)投影正算80大地坐标(B,L,H)80空间直角坐标(X,Y,Z)椭球转换RTK84坐标(B,L,H)RTK84坐标(B,L,H)已知84坐标(B,L,H)单点84坐标(B,L,H)实时差分数据单点84坐标(B,L,H)RTK坐标表示点效验1.作业效率高。2.定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。3.降低了作业条件要求，全天候作业。4.RTK作业自动化、集成化程度高，测绘功能强大。5.操作简便，容易使用，数据处理能力强。RTK技术的优点RTK的优缺点•（1）受卫星状况限制。•（2）天空环境影响。•（3）数据链传输受干扰和限制。•（4）初始化能力和所需时间问题。•（5）高程异常问题。•（6）不能达到100%的可靠度（99.9%）。RTK技术的不足虽然RTK有如上所述的缺点，但经大量的工程实践证明，其优点远远大于缺点，况且有些优点是常规测量方法所不能比拟的，因而RTK测量技术才风靡全球，在测量界引发了一场技术革命。RTK的优缺点1.摸清仪器特性通过在各种条件下反复试验，摸清仪器各种特性，如能否达到标称精度，在各种条件下的测量误差和作业半径，摸清仪器的稳定性和各种条件下的初始化能力及所耗时间等等，以便应用时得心应手。2.注重基准位置的选择基准站尽量设置在点位较高的控制点上，以利于接收卫星信号和数据链信号，控制点间距离应小于RTK有效作业半径的2/3倍。为方便对RTK测量成果进行控制检核和避免出现作业盲点，应在测区内环境不良地区增设一些控制点，控制点的选点还要避免无线电干扰和多路径效应。3合理选择作业时间通过下载星历文件了解测区的卫星分布情况，编制可行的作业计划，尽量避开卫星信号盲区和中午电离层干扰大的时段，提高作业效率。3选择合理的作业流程在植被茂密等对空通视受限的测区，通过采用常规方法和GNSS技术相结合生产流程可以极大地提高生产效率。如辅助相应的软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。根据RTK技术的特点，总结提高作业效率的方法如下：RTK的优缺点数据采集坐标放样RTK应用1、控制测量可切换成静态模式做静态GNSS控制测量，精度可以达到毫米级。RTK应用2、测图根点、地形测图、工程放样一人操作精度均匀工作效率高实时显示位置信息导航信息RTK应用3、水上工程测量水下地形测量随着RTK技术的出现，使得水上测量采用GPS无验潮测量方式工作成为可能。采用此种方式不仅可以避免定位系统和测深系统之间的延迟误差，而且由于无验潮，使得内业处理更简单、方便。RTK应用4、道路方面的应用可进行复杂的线路测量、放样、只需要输入线路要素即可生成复杂的道路曲线,广泛运用于高速公路，高速铁路修建。RTK应用5、电力方面应用应用于电力部门，电力勘测，塔杆放样。RTK应用6、管线测量燃气管道、石油管道、下水道自来水管理等。RTK应用7、铁路测量铁路中线测设、铁路纵、横断面测量、施工测量。RTK应用8、精细农业将RTK安装农机上，实时定位精度可达厘米级，实现农机无人驾驶自动导航作业，节省人力、大大提高效率。RTK应用结束感谢!