简谈 RTK 的误差特性及控制方法随着全球定位系统(GPS)技术的快速发展,RTK测量技术也日 益成熟在实际测量中 RTK 技术因为精度高,速度快以及实时性等优 点大大改变发展了传统测量方法,但 RTK 的测量技术还存在一定的局 限性,例如遮挡,电磁干扰,远距离等影响在这里我们结合南方灵 锐 S82 对 RTK 的误差特性以及控制方法、应用等做一下简要的探讨RTK 定位的误差,一般分为两类:(1) 同仪器和干扰有关的误差:包括天线相位中心变化、多径 误差、信号干扰和气象因素2) 同距离有关的误差:包括轨道误差、电离层误差和对流层 误差对固定基站而言,同仪器和干扰有关的误差可通过各种校正方法 予以削弱,同距离有关的误差将随移动站至基站的距离的增加而加 大,所以 RTK 的有效作业半径是非常有限的(一般为几公里)1 同仪器和干扰有关的误差(1) 天线相位中心变化 天线的机械中心和电子相位中心一般 不重合,而且电子相位中心是变化的,它取决于接收信号的频率、方 位角和高度角天线相位中心的变化,可使点位坐标的误差一般达到 3-5CM因此,若要提高RTK定位精度,必须进行天线检验校正,检 验方法分为实验室内的绝对检验法和野外检验法。
我们南方的灵锐 82 也有效的解决了这个问题2) 多路径误差 多径误差是RTK定位测量中最严重的误差 多径误差取决于天线周围的环境多径误差一般为几厘米,高反射环 境下可超过10CM多径误差可通过下列措施予以削弱:A、选择地 形开阔、不具反射面的点位B、采用扼流圈天线C、采用具有削弱 多径误差的各种技术的天线D、基地站附近辅设吸收电波的材料 因此我们也可以得出结论:我们的S82基站在架设的时候需要注意一 定要架设在开阔地,地势相对越高的地方越好,周围要避开类似于大 规模水面等具反射面特点的地域3) 信号干扰信号干扰可能有多种原因,如无线电发射源、 雷达装置、高压线等,干扰的强度取决于频率、发射台功率和至干扰 源的距离为了削弱电磁波幅射副作用,必须在选点时远离这些干扰 源,离无线电发射台应超过400米,离高压线应超过50米在基地 站削弱天线电噪声最有效的方法是连续监测所有可见卫星的周跳和 信噪比好多演示经验告诉我们:S82做演示时基准站一定要远离类 似移动通信发射塔等类似发射强电磁波的装置附近4) 气象因素快速运动中的气象峰面,可能导致观测坐标的 变化达到1~2DM因此,在天气急剧变化时不宜进行RTK测量。
不过 82 在我们遇到过这种情况下的表现还是不错的,在有天气急剧变化 时效果也不会差到哪去,我们不是也经受南极的考验了吗?2 同距离有关的误差同距离有关的误差的主要部分可通过多基准站技术来消除但 是,其残余部分也随着至基地站距离的增加而加大1) 轨道误差目前,轨道误差只有几米,其残余的相对误差 影响约为1PPM,就短基线(〈10KM)而言,对结果的影响可忽略不计 但是,对20-30KM的基线则可达到几厘米但是对RTK来说实际工作 中也就不超过10公里,所以可以忽略2) 电离层误差 电离层引起电磁波传播延迟从而产生误差, 其延迟强度与电离层的电子密度密切相关,电离层的电子密度随太阳 黑子活动状况、地理位置、季节变化、昼夜不同而变化,白天为夜间 的5倍,冬季为夏季的5倍,太阳黑子活动最强时为最弱时的4倍 利用下列方法使电离层误差得到有效的消除和削弱:利用双频接收机 将 L1 和 L2 的观测值进行线性组合来消除电离层的影响;利用两个以 上观测站同步观测量求差(短基线);利用电离层模型加以改正实 际上 RTK 技术一般都考虑了上述因素和办法但在太阳黑子爆发期 内,不但RTK测量无法进行,即使静态GPS测量也会受到严重影响, 太阳黑子平静期,小于 5PPM。
3) 对流层误差 对流层误差同点间距离和点间高差密切相关, 一般可达3PPM为了保证RTK的厘米级精度,要对测站有关的误差 一起模拟目前,常用的单、双频 W 系统的数据链电台多为美国 PCC 公司 35W (基准站)和2W (移动站)电台,这是对进口的而言,例如拓普 康我们南方的则为自主开发的15W/25W可调数传电台(基准站), 效果(作用距离)也是很不错的实验表明,当两山顶之间能通视, 距离为40多KM时,也可收到差分信号但是,移动站在城区作业时, 如两点之间有房屋特别是城市高楼遮挡,即使相距几公里也很难收到 差分信号因此,国际上将RTK技术通常只用于几公里范围内、两点 之间能电磁波“通视”的坐标测量总结说来可以说RTK的测量技术 应用在城市中还是有其缺陷,但在公路、工程、城乡地籍等测量中还 是有明显优势的总结说来,虽然RTK有以上好多误差因素影响,但我们不要因此 畏首畏尾,要有信心,总体看来我们的 82 还是有很多优点,能经得 起考验的,只要我们在演示推广以及培训中多注意这些情况就可以打 败进口知名品牌,使我们的GPS占领更多国内外市场!。