引言 

　　隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展，人們對快速高精度位置信息的需求也日益強烈。而目前使用最為廣泛的快速高精度定位技術(shù)就是RTK（實時動態(tài)定位：Real-Time Kinematic），RTK技術(shù)的關(guān)鍵在于使用了GPS的載波相位觀測量，并利用了參考站和移動站之間觀測誤差的空間相關(guān)性，通過差分的方式除去移動站觀測數(shù)據(jù)中的大部分誤差，從而實現(xiàn)高精度（分米甚至厘米級）的定位。

　　1 RTK原理及實現(xiàn)條件

　　1.1 RTK的基本原理

　　RTK系統(tǒng)由一個基準站、若干個流動站及無線電通訊系統(tǒng)三部分組成�；鶞收景�括GPS接收機、GPS天線、無線電通訊發(fā)射系統(tǒng)、供GPS接收機和無線電臺使用的電源及基準站控制器等部分。流動站由以下幾個部分組成：GPS接收機、GPS天線、無線電通訊接收系統(tǒng)、供GPS接收機和無線電使用的電源及流動站控制器等部分。

　　基準站把接收到的所有衛(wèi)星信息（包括偽距和載波相位觀測值）和基準站的一些信息（如基準站坐標天線高等）都通過無線電通訊系統(tǒng)傳遞到流動站，流動站在接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的同時也接收基準站傳遞的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。在流動站完成初始化后，把接收到的基準站信息傳遞到控制器內(nèi)并將基準站的載波觀測信號與本身接收到的載波觀測信號進行差分處理，即可實時求得移動站的坐標。

　　2.2 RTK正常工作的基本條件

　�。�1）基準站和移動站同時接收到5顆以上的GPS衛(wèi)星信號。
　�。�2）基準站和移動站同時接收到衛(wèi)星信號，且移動站接收到基準站發(fā)出的差分信號。
　�。�3）移動站要連續(xù)接收GPS衛(wèi)星信號和基準站發(fā)出的差分信號。即移動站遷站過程中不能關(guān)機，不能失鎖，否則RTK須重新初始化。
　　2 RTK技術(shù)的優(yōu)缺點

　　2.1 RTK技術(shù)的優(yōu)點

　�。�1）作業(yè)效率高。在一般的地形條件下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測完4km半徑內(nèi)測區(qū)的點位測量，大大減少了傳統(tǒng)測量所需的控制點數(shù)量和測量儀器的“搬站”次數(shù)。只需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即可獲得一組移動站的坐標，作業(yè)速度快，勞動強度低，節(jié)省了外業(yè)費用，提高了勞動效率。

　　（2）定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒有誤差積累。只要滿足RTK的基本工作條件，在一定的作業(yè)半徑范圍內(nèi)（一般為4km），RTK的平面精度和高程精度都能達到厘米級，完全可以滿足一般工程測量的精度。如ASHTECH的Z-X RTK的點位測量精度可優(yōu)于2.5cm。

　　（3）降低了作業(yè)條件要求。RTK技術(shù)不要求兩點滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”。因此，和傳統(tǒng)測量相比，RTK技術(shù)受通視條件、能見度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測量看來由于地形復(fù)雜、地物障礙而造成的困難通視地區(qū)，只要滿足RTK的基本工作條件，它也能輕松地進行快速的高精度定位作業(yè)，使測量工作變得更輕松、更容易。

　�。�4）RTK作業(yè)自動化、集成化程度高，測繪功能強大。RTK可勝任各種地形地籍測量的內(nèi)、外業(yè)或工程放樣工作。移動站利用其控制器內(nèi)裝備的軟件控制系統(tǒng)，無須人工干預(yù)便可自動實現(xiàn)多種測繪功能，使輔助測量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業(yè)精度。

　　（5）操作簡便，容易使用，數(shù)據(jù)處理能力強。只要在設(shè)站時進行簡單的設(shè)置，就可以邊走邊獲得測量結(jié)果坐標或進行坐標放樣。

　　2.2 RTK技術(shù)的不足及其應(yīng)對措施

　　（1）受衛(wèi)星狀況限制。當衛(wèi)星系統(tǒng)位置對美國境內(nèi)是最佳的時候，世界上有些國家在某一確定的時間段不能很好地被衛(wèi)星所覆蓋，容易產(chǎn)生假值。另外，在高山峽谷深處及密集森林區(qū)，城市高樓密布區(qū)，衛(wèi)星信號被遮擋的時間較長，使一天中可用于作業(yè)的時間受到限制。產(chǎn)生假值問題采用RTK測量成果的質(zhì)量控制方法可以發(fā)現(xiàn)，作業(yè)時間受限制可通過選擇作業(yè)時間來解決。

　　（2）天空環(huán)境影響。白天中午前后，由于受到電離層的干擾比較大，功用衛(wèi)星數(shù)較少，RTK系統(tǒng)經(jīng)常接收不到5顆衛(wèi)星，因而初始化時間長，甚至不能初始化，也就無法進行測量。

　�。�3）數(shù)據(jù)鏈傳輸受干擾和限制、作業(yè)半徑比標稱距離小的問題。RTK數(shù)據(jù)鏈傳輸易受到障礙物如高大山體、高大建筑物和各種高頻信號源的干擾，在傳輸過程中衰減嚴重，嚴重影響作業(yè)精度和作業(yè)半徑。在地形起伏，高差較大的山區(qū)和城鎮(zhèn)密樓區(qū)數(shù)據(jù)鏈傳輸信號受到限制，另外，當RTK作業(yè)半徑超過一定距離（一般為幾公里，每種機型在不同的環(huán)境又各不相同）時，測量結(jié)果誤差就會超限，所以RTK的實際作業(yè)有效半徑比其標稱半徑要小很多，工程實踐和專門研究都證明了這一點。解決這類問題的有效辦法是把基準站布設(shè)在測區(qū)中央的最高點上。

　�。�4）初始化能力和所需時間問題。在山區(qū)，一般林區(qū)，城鎮(zhèn)密樓區(qū)等地作業(yè)時，GPS衛(wèi)星信號被阻擋機會較多，容易造成失鎖，采用RTK作業(yè)時有時需要經(jīng)常重新初始化。這樣測量的精度和效率都會受影響。解決這類問題的辦法主要是選用初始化能力強、所需時間短的RTK機型，如擁有先進技術(shù)的ASHTECHZ-X雙頻RTK測量系統(tǒng)，它能夠在困難條件下快速初始化而獲得厘米級精度。

　�。�5）高程異常問題。RTK作業(yè)模式要求高程的轉(zhuǎn)換必須精確，但我國現(xiàn)有的高程異常模型在有些地區(qū)，尤其是山區(qū)，存在較大誤差，在有些地區(qū)還是空白，這就使得將GPS大地高程轉(zhuǎn)換至正常高系統(tǒng)的工作變得相當困難，精度也不均勻。

　　（6）電量不足問題。RTK耗電量較大，需要大容量電池、電瓶才能保證連續(xù)作業(yè)，在電力供應(yīng)缺乏的偏遠作業(yè)區(qū)受到限制較大。

　�。�7）精度和穩(wěn)定性問題。RTK測量的精度和穩(wěn)定性都不及全站儀，特別是在穩(wěn)定性方面，這是由于RTK較容易受衛(wèi)星狀況、天氣狀況、數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響的緣故。不同質(zhì)量的RTK系統(tǒng)，其精度和穩(wěn)定性差別較大。要解決此類問題，首先就是要選用精度和穩(wěn)定性能夠都較好的高質(zhì)量機種，然后，要在布設(shè)控制點時要多布設(shè)一些“多余”控制點，作為RTK測量成果質(zhì)量控制的檢核點。

　　3 結(jié)論及展望

　　3.1 結(jié)論

　�。�1）RTK省時高效，在一般條件下，能很快完成初始化（一般為十幾秒，快的幾秒）。在有遮擋的情況下或衛(wèi)星分布不好時，初始化時間較長，有時甚至不能完成初始化。

　　（2）在滿足“電磁波通視”的情況下，RTK工作半徑能達到十幾公里，在RTK的有效工作半徑內(nèi)，能達到厘米級精度，且平面精度要優(yōu)于高程精度，可靠性好。

　�。�3）RTK測量受信號遮擋情況、到基準站距離、衛(wèi)星分布、天氣條件等的影響，因此RTK實際作業(yè)時的關(guān)鍵問題是“選擇”，包括選擇機型，選擇基準站控制點和作業(yè)時段，選擇衛(wèi)星高度角和數(shù)據(jù)鏈頻率。

　�。�4）RTK的關(guān)鍵技術(shù)是整周模糊度的快速解算和數(shù)據(jù)鏈的傳送技術(shù)，這些技術(shù)的不同表現(xiàn)出各種機型功能質(zhì)量高低的差異，RTK系統(tǒng)得質(zhì)量越高，其初始化能力越強，受環(huán)境的限制越小，所需時間越短，精度越高，作業(yè)半徑越大，因而效率也就越高。

　　3.2 展望

　　GPS RTK技術(shù)的強大功能和潛力尚未充分挖掘，與GIS集成、實時控制、綜合自動化作業(yè)是未來的發(fā)展方向，隨著科技的不斷進步，精度更高、初始化速度更快、環(huán)境限制性更小、抗干擾能力更強的RTK系統(tǒng)將會很快出現(xiàn)。