隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，精確的位置信息變得越來(lái)越重要，能讓無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人自動(dòng)飛行等智能應(yīng)用。因此，RTK定位技術(shù)逐漸被應(yīng)用到無(wú)人機(jī)領(lǐng)域中。接下來(lái)我們?yōu)榇蠹抑v述并分析什么是RTK 差分定位系統(tǒng)和一些使用時(shí)的注意事項(xiàng)。　

RTK 技術(shù)原理

        RTK(Real - time kinematic)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新的常用的GPS 測(cè)量方法，高精度的GPS 測(cè)量必須采用載波相位觀測(cè)值，RTK 定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。在RTK 作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將其觀測(cè)值和測(cè)站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不足一秒鐘。　　

RTK 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1. RTK 作業(yè)自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大。RTK 可勝任各種測(cè)繪內(nèi)、外業(yè)。流動(dòng)站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無(wú)需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，使輔助測(cè)量工作極大減少，減少人為誤差，保證了作業(yè)精度。
2. 降低了作業(yè)條件要求。RTK 技術(shù)不要求兩點(diǎn)間滿足光學(xué)通視，只要求滿足“電磁波通視”和對(duì)天基本通視，因此，和傳統(tǒng)測(cè)量相比，RTK 技術(shù)受通視條件、能見(jiàn)度、氣候、季節(jié)等因素的影響和限制較小，在傳統(tǒng)測(cè)量看來(lái)由于地形復(fù)雜、地物障礙而造成的難通視地區(qū)，只要滿足RTK 的基本工作條件，它也能輕松地進(jìn)行快速的高精度定位作業(yè)。
3. 定位精度高，數(shù)據(jù)安全可靠，沒(méi)有誤差積累。不同于全站儀等儀器，全站儀在多次搬站后，都存在誤差累積的狀況，搬的越多，累積越大，而RTK 則沒(méi)有，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)，RTK 的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí)。
4. 作業(yè)效率高。在一般的地形地勢(shì)下，高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測(cè)完10km 半徑左右的測(cè)區(qū)，大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的“搬站”次數(shù)，僅需一人操作，在一般的電磁波環(huán)境下幾秒鐘即得一點(diǎn)坐標(biāo)，作業(yè)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)省了外業(yè)費(fèi)用，提高了測(cè)量效率?！　?/span>
5. 操作簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。南方測(cè)繪RTK 的基準(zhǔn)站無(wú)需任何設(shè)置，移動(dòng)站就可以邊走邊獲得測(cè)量結(jié)果坐標(biāo)或進(jìn)行坐標(biāo)放樣。數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，能方便快捷地與計(jì)算機(jī)、其他測(cè)量?jī)x器通信。

RTK 技術(shù)的缺點(diǎn)

1. RTK 測(cè)量受接收衛(wèi)星個(gè)數(shù)限制，RTK 接收天空衛(wèi)星個(gè)數(shù)低于4 個(gè)時(shí)不能正常工作。
2. 受一些地域限制，城區(qū)樓群林立、山區(qū)山高林密，跨越溝崗、基準(zhǔn)站與流動(dòng)站距離過(guò)大時(shí)，流動(dòng)站接收不到基準(zhǔn)站發(fā)射的電臺(tái)信號(hào)，導(dǎo)致流動(dòng)站只有浮動(dòng)解，而無(wú)固定解。因此在這些地區(qū)作業(yè)時(shí)RKT 的高作業(yè)效率得不到體現(xiàn)?！?/span>
3. 溫度過(guò)低時(shí)，天線電纜線變硬，給作業(yè)帶來(lái)不便。　

RTK 的誤差特性：

        同儀器和干擾有關(guān)的誤差，同儀器和干擾有關(guān)的誤差包括天線相位中心變化、多徑誤差、信號(hào)干擾和氣象因素：　　

1. 天線相位中心變化。天線的機(jī)械中心和電子相位中心一般不重合。而且電子相位中心是變化的，它取決于接收信號(hào)的頻率、方位角和高度角。天線相位中心的變化，可使點(diǎn)位坐標(biāo)的誤差一般達(dá)到3-5cm。因此，若要提高RTK 定位精度，必須進(jìn)行天線檢驗(yàn)校正，檢驗(yàn)方法分為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的絕對(duì)檢驗(yàn)法和野外檢驗(yàn)法?！?/span>
2. 多路徑誤差。多徑誤差是RTK 定位測(cè)量中最嚴(yán)重的誤差。多徑誤差取決于天線周圍的環(huán)境。多徑誤差一般為幾厘米，高反射環(huán)境下可超過(guò)10cm?！　?/span>

多徑誤差可通過(guò)下列措施予以削弱：

         選擇合適的站址：

1. 測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜的水面。灌木叢、草和其他地面植被能較好地吸收微波信號(hào)的能量，是較為理想的設(shè)站地址。翻耕后的土地和其他粗糙不平的地面的反射能力也較差，也可以選站。
2. 測(cè)站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。以避免反射信號(hào)從天線抑徑板上方進(jìn)入天線，產(chǎn)生多路徑效應(yīng)。
3. 測(cè)站應(yīng)離開(kāi)高層建筑物。觀測(cè)時(shí)，汽車也不要停放得離測(cè)站附近。
4. 在天線中設(shè)置抑徑板。
5. 接收天線對(duì)于極化特性不同的反射信號(hào)應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。
6. 信號(hào)干擾。信號(hào)干擾可能有多種原因，如無(wú)線電發(fā)射源、雷達(dá)裝置、高壓線等，干擾的強(qiáng)度取決于頻率、發(fā)射臺(tái)功率和至干擾源的距離。為了削弱電磁波輻射副作用，必須在選點(diǎn)時(shí)遠(yuǎn)離這些干擾源，離無(wú)線電發(fā)射臺(tái)應(yīng)超過(guò)200 米，離高壓線應(yīng)超過(guò)50米。在基地站削弱天線電噪聲最有效的方法是連續(xù)監(jiān)測(cè)所有可見(jiàn)衛(wèi)星的周跳和信噪比。　
7. 氣象因素?？焖龠\(yùn)動(dòng)中的氣象峰面，可能導(dǎo)致觀測(cè)坐標(biāo)的變化達(dá)到1-2dm。因此，在天氣急劇變化時(shí)不宜進(jìn)行RTK 測(cè)量?！?/span>

同距離有關(guān)的誤差

        同距離有關(guān)的誤差包括軌道誤差、電離層誤差和對(duì)流層誤差，其的主要部分可通過(guò)多基準(zhǔn)站技術(shù)來(lái)消除。但是，其殘余部分也隨著至基地站距離的增加而加大?！?/span>

1. 軌道誤差。目前，軌道誤差只有幾米，其殘余的相對(duì)誤差影響約為1ppm，就短基線(<10km)而言，對(duì)結(jié)果的影響可忽略不計(jì)。但是，對(duì)20-30km 的基線則可達(dá)到幾厘米?！?/span>
2. 電離層誤差。電離層引起電磁波傳播延遲從而產(chǎn)生誤差，其延遲強(qiáng)度與電離層的電子密度密切相關(guān)，電離層的電子密度隨太陽(yáng)黑子活動(dòng)狀況、地理位置、季節(jié)變化、晝夜不同而變化，白天為夜間的5 倍，冬季為夏季的5 倍，太陽(yáng)黑子活動(dòng)最強(qiáng)時(shí)為最弱時(shí)的4 倍。利用下列方法使電離層誤差得到有效的消除和削弱：利用雙頻接收機(jī)將L1 和L2 的觀測(cè)值進(jìn)行線性組合來(lái)消除電離層的影響;利用兩個(gè)以上觀測(cè)站同步觀測(cè)量求差(短基線);利用電離層模型加以改正?！?/span>
3. 對(duì)流層誤差。對(duì)流層的折射與地面氣候、大氣壓力、溫度和濕度變化密切相關(guān)，這也使得對(duì)流層折射比電離層折射更復(fù)雜。對(duì)流層折射的影響與信號(hào)的高度角有關(guān)，當(dāng)在天頂方向(高度角為90°)，其影響達(dá)2.3m;當(dāng)在地面方向(高度角為10°)，其影響可達(dá)20m?！　?/span>

         RTK 模式時(shí)移動(dòng)站和基準(zhǔn)站有效作用半徑相距不太遠(yuǎn)(一般小于20km)，由于信號(hào)通過(guò)對(duì)流層的路徑相似，所以對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差，可以明顯地減弱對(duì)流層折射的影響。這一方法在精密測(cè)量相對(duì)定位中被廣泛應(yīng)用。　　

結(jié)論　　

1. 利用RTK 進(jìn)行線路測(cè)量，遵循了“從整體到局部”的測(cè)量原則，避免了傳統(tǒng)測(cè)量方法中“從局部到局部”的誤差累積和傳播，保證了線路路徑走向的準(zhǔn)確無(wú)誤。　
2. RTK 與航測(cè)方法相結(jié)合，可真正實(shí)現(xiàn)送電線路測(cè)量的一次性終勘定位，并可保證工程質(zhì)量，大大提高工作效率，減少青苗砍伐和環(huán)境破壞，降低工程成本，減少野外勞動(dòng)強(qiáng)度?？梢灶A(yù)見(jiàn)，航測(cè)方法與RTK 相結(jié)合，將是今后送電線路測(cè)量的最終方向。
3. 利用RTK 進(jìn)行選線，也可以大大優(yōu)化線路路徑走向，有效地避開(kāi)建筑物和不良地質(zhì)地段，使線路路徑走向更加經(jīng)濟(jì)合理。