网络RTK在工程测量中的应用及误差分析

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【摘要】世界科技伴着计算机技术、通讯与网络技术和全球卫星定位技术在迅猛发展的同时，还有一项以其效率、精度、可靠性都极高的技术也在工程测量的应用中愈来愈炙手可热，应用范围在逐步扩大，此技术就是网络rtk技术。本文将针对此兴起的技术进行介绍并且分析其原理方法应用以及误差探讨。

【关键词】网络RTK VRS 系统 工程测量 误差

【中图分类号】P25 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0251―02

一、网络RTK的介绍

网络RTK即network RTK。在某一区域内建立构成网状覆盖的多个GPS基准站，利用载波相位观测值，以这些基准站中的一个或多个为基准计算和发播GPS改正信息，对该区域内的用户进行实时改正定位。RTK定位技术是以载波相位观测值为依据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在测绘、交通、能源、城市建设等领域有着广阔的应用前景。RTK系统由基准站、流动站和数据链组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接受基准站上的观测数据，流动站上的计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时检测待测点的数据观测质量和基线解算结果的熟练情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。

其实网络RTK的出现，要归功于现在高科技技术的发展，顾名思义它是一种网络，是一种集网络技术、计算机网络的管理、无线通讯网技术以及全球定位技术于一身的新型网络系统。

1.VRS技术（网络RTK的主要技术其实是VRS技术，VRS指的是虚拟参考站，它是Virtual Reference Stition的简称，与一般的RTK不同的是在VRS网络中，每个固定参考站不是直接对移动用户发送一些改正信息，它是把所有原始数据以数据通讯的形式发送给控制中心，与此同时，移动用户工作前，要先利用GPS短信功能给控制中心发个概略坐标，当控制中心接收到这个地方的信息之后，依照用户所在的位置，有电脑自行选择最好的一组固定的基准站，再依照这些站传送来的信息，将GPS轨道的误差、对流层和电离层以及由于大气折射从而引起的误差将被整体改正，把精度高的差分信号转发送给移动站，这样就解决了RTK在作业距离的限制性问题，并且可PAR证测量结果的高精度。

2.VRS系统

VRS系统有三部分构成：

（1）固定站（连续运作的参考站）

固定站是既定的GPRS接收系统，它存在于整个网络，网络里能容纳无数个站。通常情况下，每个站之间的距离能够达到七十公里，控制中心和固定站有着可以相连的通讯线，数据可以按时的传达发送到控制中心。

（2）流动站

GPS接受机又称流动站，与无线通讯调制解调器一起，接收机使用无线网络把自己最初的位置传送给控制中心，并且接收控制中心差分信号，从而生成力微米级的位置信息。

（3）控制中心

VRS系统的核心部分就是控制中心，控制中心不仅是整个系统的关键组成也是数据的处理中心，控制中心通过通讯线和每一个固定的参考站进行通讯，通过流动站与GRS、CDMA这样的无线网络通讯，把整个系统运行用计算机的实时系统给控制住。

二、网络RTK在实际工程测量的应用

网络RTK技术的产生，使得动态GPS外业的工作的效率及质量有了极大的提高，所以我们只可以通过运用无线网络控制中心，就可以获得精度很高并且可以定位的服务。

（1）虚拟参考站的初始化和建立

在户外的时候，打开GPS接收机，之后我们可以运用无线网络给控制中心传送此流动站概略坐标，当控制中心接收到这条信息后，会自行进行分析然后生成一个距离流动站从几米到十几米虚拟的参考站，这个参考站在传送给流动站TCRM的改正信息，在接到虚拟参考站传送的改正信息之后流动展会在很短的时间内完成初始化。

（2）有关网络RTK的数据采集

完成数据初始化后的流动站此时可以进行数据采集了。这个时候采集数据的形式与一般的RTK是相同的，如果流动站所在地方可以观测五颗以上的卫星，则网络RTK就可以正常工作，以此保证高精度。对于一般的RTK来说，网络RKT的优点就是不用考虑它和基准站之间的远近距离问题，因为全部来自控制中心。

（3）处理数据

网络RTK处理数据的方法与一般RTK处理数据的方法是相同的，首先，把测到的数据下载到计算机中，然后把数据进行转换，换成数据处理软件相应的格式，比如（.dat）格式是CASS的软件要求。

（4）网络RTK在工程测量中的长处

相对一般的RTK来说，网络RTK的优势首先在于其效率很高，它不用用户建立基准站，这就大大省下了作业的时间，而在代状地形测绘图中网络RTK的此中有事就更为明显了，其次，网络RTK既可以采用多基准站模式，也可以采用单基站模式，这就体现了它的有一大优势：测量模式的多样性。一般的RTK只可以运用单基站模式，并且由于基准站和流动站之间通讯是直接进行的，所以就要求这两项的通讯设置必须相同，第三，覆盖面积更广也是网络RTK的优势所在，发送改正信息，相比常规的RTK来讲网络RTK受地势与地形的影响较小。

三、分析网络RTK由于测量出现的误差

误差，会对网络RTK与常规RTK都造成影响。误差包括：多路径误差、接收机残差和电离层延迟误差、卫星残差以及对流层延迟误差等，想要实现精度高的动态实时定位，此时就必须减小甚至消除上述所列误差。但是因为没中误差的影响因素都是各不相同的，所以采用措施的方法也是不一样的。

1.对流层延迟误差

对流层误差在穿越大气层的过程中中由于载波信号受到大气折射的作用而迫使载波的传播速度与传播路径发生改变而发生的，因为不稳定的对流层大气，所以十分难准确化对流层延迟误差，一般用来修改对流层延迟误差模型的有：博兰克模型和霍普菲尔德模型以及萨斯他莫宁模型。由于网络RTK里各个基准间距比较大，所以仍然存在对流层延迟误差的存在。

2.电离层延迟误差

电离层延迟误差，是由于空气的分子中的分子电离成为带有正负电荷的离子。载波信号在穿过电离层的过程中，由于受到离子的作用而使传播的路径和速度发生了改变。延迟误差的大小，取决于电子密度的大小，在网络RTK中，由于基准站间距较远，通过站间差分也不能完全消除电离层误差对观测量的影响。

通过电离层所具有的色散效应来建立改正模型；利用电离层的色散效应建立双频改正模型；利用若干个GPS基准站上的双频观测值来建立相应区域的电离层延迟改正模型。

3.多路径误差多路径误差是由于接收机接收到来自测站附近的反射物所反射的卫星信号与直接来自卫星的信号产生干涉，从而使观测值偏离了真值所产生的。多路径效应严重影响测量精度，为了减弱多路径效应的影响，在选择基准站站址时，应尽量选在平坦开阔的地方，仪器也应选择具有抑制多路径效应产生的抑经圈或者抑径板，同时延长观测时间。

四、网络RTK的误差评定标准：

系统外附合精度的评定

系统的外附合精度，是指利用测点的WGS-84坐标转换成相应的地方坐标系下的坐标后，与该坐标系下的该测点已知值相比较所得的结果。

五、结束语

综上所述，网络RTK在测量方面有很多优秀的方面，毋庸置疑，网络RTK的应用前景会越来越广泛，但是网络RTK也有很多的技术限制，而有关这方面的研究也会逐步加深，网络RTK技术更会越来越完善。

参考文献

[1]谢世杰，RTK的特点与误差分析[J]，测绘工程，2002，11.

[2]徐娅娅，ETK的发展及其在公路测量中的应用[J]，测绘通报，2006.（4）：45-47