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RTK基础知识,值得收藏

2021-09-15 13:37:02

哈尔滨RTK公司为您介绍关于RTK基础知识原理一:实时载波相位差分

我们知道,在利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响(见上节中的GPS误差源),为了消除这些误差源,必须使用两台以上的GPS接收机同步工作。GPS静态测量的方法是各个接收机独立观测,然后用后处理软件进行差分解算。那么对于RTK测量来说,仍然是差分解算,只不过是实时的差分计算。

也就是说,两台接收机(一台基准站,一台流动站)都在观测卫星数据,同时,基准站通过其发射电台把所接收的载波相位信号(或载波相位差分改正信号)发射出去;那么,流动站在接收卫星信号的同时也通过其接收电台接收基准站的电台信号;在这两信号的基础上,流动站上的固化软件就可以实现差分计算,从而准确地定出基准站与流动站的空间相对位置关系。在这一过程中,由于观测条件、信号源等的影响会有误差,即为仪器标定误差,一般为平面1cm+1ppm,高程2cm+1ppm。

空间相对位置关系不是我们要的最终值,因此还有一步工作就是把空间相对位置关系纳入我们需要的坐标系中。GPS直接反映的是WGS-84坐标,而我们平时用的则是北京54坐标系或西安80坐标系,所以要通过坐标转换把GPS的观测成果变成我们需要的坐标。


哈尔滨RTK


RTK基础知识原理二:坐标转换

这个工作有多种模型可以实现,我们的软件采用的是平面与高程分开转换,平面坐标转换采用先将GPS测得成果投影成平面坐标,再用已知控制点计算二维相似变换的四参数,高程则采用平面拟合或二次曲面拟合模型,利用已知水准点计算出该测区的待测点的高程异常,从而求出他们的高程。坐标转换也会带来误差,该项误差主要取决于已知点的精度和已知点的分布情况。

从上可以看出,RTK的测量精度包括两个部分,其一是GPS的测量误差,其二是坐标转换带来的误差。

对于南方RTK设备来说,这两项误差都能够反映,GPS的测量误差在实时测量时可以从手簿上的工程之星中看得到(HRMS和VRMS)。

对于坐标转换误差来说,又可能有两个误差源,一是投影带来的误差,二是已知点误差的传递。当用三个以上的平面已知点进行校正时,计算转换四参数的同时会给出转换参数的中误差(北方向分量和东方向分量,必须通过控制点坐标库进行校正才能得到)。

值得注意的是,如果此时发现转换参数中误差比较大(比如,大于5cm),而在采集点时实时显示的测量误差在标称精度范围之内,则可以判定是已知点的问题(有可能找错点或输错点),有可能已知点的精度不够,也有可能已知点的分布不均匀。

当平面已知点只有两个时,则只能满足计算坐标转换四参数的必要条件,无多余条件,也就不能给出坐标转换的精度评定,此时,可以从查看四参数中的尺度比ρ来检验坐标转换的精度,该值理想值为1,如果发现ρ偏离1较多(比如:|ρ-1|≧1/40000,超出了工程精度),则在保证GPS测量精度满足要求的情况下,可判定已知点有问题


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RTK基础知识:RTK测量注意事项

参考站要求

参考站的点位选择必须严格。因为参考站接收机每次卫星信号失锁将会影响网络内所有流动站的正常工作。1)周围应视野开阔,截止高度角应超过15度,周围无信号反射物(大面积水域、大型建筑物等),以减少多路径干扰。并要尽量避开交通要道、过往行人的干扰。2)参考站应尽量设置于相对制高点上,以方便播发差分改正信号。3)参考站要远离微波塔、通信塔等大型电磁发射源200米外,要远离高压输电线路、通讯线路50米外。关注并星标《测绘之家》微信公众号,获取更多测绘技术干货。4)RTK作业期间,参考站不允许移动或关机又重新启动,若重启动后必须重新校正。5)参考站连结必须正确,注意虚电池的正负极(红正黑负).6)参考站主机开机后,需等到差分信号正常发射方可离开参考站,S82表现为DL指示灯每5秒钟快闪2次.S86表现为RX指示灯每5秒钟快闪2次。

流动站要求

1)在RTK作业前,应首先检查仪器内存容量能否满足工作需要,并备足电源。

2)在打开工程之星之后,首先要确保手簿与主机蓝牙连通。

3)为了保证RTK的高精度,有三个以上平面坐标已知点进行校正,而且点精度要均等,并要均匀分布于测区周围,要利用坐标转换中误差对转换参数的精度进行评定.如果利用两点校正,一定要注意尺度比是否接近于1。

4)由于流动站一般采用缺省2m流动杆作业,当高度不同时,应修正此值。

5)在信号受影响的点位,为提高效率,可将仪器移到开阔处或升高天线,待数据链锁定达到固定后,再小心无倾斜地移回待定点或放低天线,一般可以初始化成功。

RTK简易操作步骤(以S82为例)

1、基准站部分

1)架好脚架于已知点上,对中整平(如架在未知点上,则大致整平即可)。

2)接好电源线和发射天线电缆。注意电源的正负极正确(红正黑负)。

3)打开主机和电台,主机开始自动初始化和搜索卫星,当卫星数和卫星质量达到要求后(大约1分钟),主机上的DL指示灯开始5秒钟快闪2次,同时电台上的TX指示灯开始每秒钟闪1次。这表明基准站差分信号开始发射,整个基准站部分开始正常工作。

2、移动站部分

1)将移动站主机接在碳纤对中杆上,并将接收天线接在主机顶部,同时将手簿夹在对中杆的适合位置。

2)打开主机,主机开始自动初始化和搜索卫星,当达到一定的条件后,主机上的DL指示灯开始1秒钟闪1次(必须在基准站正常发射差分信号的前提下),表明已经收到基准站差分信号。关注并星标《测绘之家》微信公众号,获取更多测绘技术干货。

3)打开手簿,启动工程之星软件。工程之星快捷方式一般在手簿的桌面上,如手簿冷启动后则桌面上的快捷方式消失,这时必须在Flashdisk中启动原文件(我的电脑→Flashdisk→SETUP→ERTKPro2.0.exe)。

4)启动软件后,软件一般会自动通过蓝牙和主机连通。如果没连通则首先需要进行设置蓝牙(工具→连接仪器→选中“输入端口:7”→点击“连接”)。

5)软件在和主机连通后,软件首先会让移动站主机自动去匹配基准站发射时使用的通道。如果自动搜频成功,则软件主界面左上角会有信号在闪动。如果自动搜频不成功,则需要进行电台设置(工具→电台设置→在“切换通道号”后选择与基准站电台相同的通道→点击“切换”)。

6)在确保蓝牙连通和收到差分信号后,开始新建工程(工程→新建工程),依次按要求填写或选取如下工程信息:工程名称、椭球系名称、投影参数设置、四参数设置(未启用可以不填写)、七参数设置(未启用可以不填写)和高程拟合参数设置(未启用可以不填写),最后确定,工程新建完毕。

RTK基础知识:校正方法

方法一:利用控制点坐标库求四参数。

在控制点坐标库界面中点击“增加”,根据提示依次增加控制点的已知坐标和原始坐标,一般至少2个控制点,当所有的控制点都输入以后察看确定无误后,单击“保存”,选择参数文件的保存路径并输入文件名,建议将参数文件保存在当前工程下文件名result文件夹里面,保存的文件名称以当天的日期命名。完成之后单击“确定”。然后单击“保存成功”小界面右上角的“OK”,四参数已经计算并保存完毕。

方法二:校正向导,这时又分为两种模式。

注意:此方法只在此介绍单点校正,一般是在有四参数或七参数的情况下才通过此方法进行单点校正。1)基准站架在已知点上选择“基准站架设在已知点”,点击“下一步”,输入基准站架设点的已知坐标及天线高,并且选择天线高形式,输入完后即可点击“校正”。系统会提示你是否校正,并且显示相关帮助信息,检查无误后“确定”校正完毕。2)基准站架在未知点上选择“基准站架设在未知点”,再点击“下一步”。输入当前移动站的已知坐标、天线高和天线高的量取方式,再将移动站对中立于已知点上后点击“校正”,系统会提示是否校正,“确定”即可。

注意:如果当前状态不是“固定解”时,会弹出提示,这时应该选择“否”来终止校正,等精度状态达到“固定解”时重复上面的过程重新进行校正。将对中杆对立在需测的点上,当状态达到固定解时,利用快捷键"A"开始保存数据。

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