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rtk天线—RTK是如何实现高精度定位的?
2024-06-21

  一、RTK到底是什么?

  如下图所示的主机就是我们口中说的RTK,依托于导航卫星实现定位,也可以叫GPS接收机或者GNSS接收机。

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  RTK(Real - time kinematic,实时动态)载波相位差分技术,是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法,将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新的测量原理和方法,极大地提高了作业效率。

  二、RTK是如何实现高精度定位的?

  在科技强国的战略驱动下,北斗RTK定位技术迎来了广阔的发展机遇,不断向高精度位置服务领域发展,赋能千行百业数字化发展,极大促进了我国卫星导航与位置服务产业的发展。

  1、搜星

  RTK搜到的卫星数据里面,会包含卫星的轨道信息(位置)和时间信息。已知卫星信号传播到RTK上所用的时间乘以传播速度(默认光速)得到卫星与RTK之间的距离,通过距离以及每颗卫星已知的坐标(X,Y,Z)建立公式,算出RTK当前的坐标 (X,Y,Z),搜到的卫星越多,已知量越多,RTK定位精越高。

  2、差分源、基站

  由于卫星信号在传播过程中受到,电离层、对流层、多路径效应等因素的影响,单台RTK定位的精度只能达到5米左右,也就是我们常说的单点解,想要提升RTK定位精度,就必须引入差分源,采用相对定位的方式消除共同的未知误差。

  即1台RTK作为基站,实时的将收到的卫星信号等信息发送给移动站,与移动站收到的相同卫星信号等信息进行求差运算,以达到厘米级的定位精度,也就是我们所说的固定解。如果RTK所处环境搜星数量少或者搜星质量差(如树下、楼宇等环境),一定程度上会影响RTK固定效果和定位精度。采用相对定位的原理实现厘米级定位精度,实际上就是假设基站与移动站所收到的误差是一样的,两者之间距离越远,精度越差。

卫星接收图.jpg

  三、差分源分类

  1、电台模式

  基站通过电台将差分信息以电磁波的形式传给移动站。

  基站移动站需保证:电台通道、协议、频点一致,方可通信。

  2、网络模式 / CORS基站

  基站通过网络的模式将差分信息传给移动站

  移动站需输入基站的IP、端口、接入点、账号、密码等信息,且移动站需要能上网。

  两种模式的优缺点:

  网络模式作业距离广,现在有全国覆盖的CORS基站,基本一个账号在全国都能使用。

  电台模式由于是通过电磁波传播,传播过程中如遇到高楼、树林,均会使信号衰减,影响作业距离,一般作业距离在2-15 公里。

  网络模式受运营商网络信号影响,在山区等网络不发达地区,使用该模式可能会受影响,这种情况下一般采用电台模式作业。

  

  RTK测量流程主要包括以下步骤:

  仪器架设。选择一个视野开阔且地势较高的地方架设基站,并确保基站附近没有高楼、密林、大面积水塘或高压输电线等干扰源。

  1基准站设置。打开GPS基准站接收机,进行必要的设置,如选择外挂UHF电台基站模式,并连接手簿进行项目创建和基站坐标设置。

  移动站设置。将移动站天线置于适当位置,进行必要的设置,如选择内置UHF电台移动站模式,并连接到手簿。

  求转换参数。在测量区域中至少需要两个已知点的坐标数据,以求解转换参数,这些参数用于将RTK测量的WGS-84坐标转换为当地所需的坐标系统。

  2已知点检核。在已知点上进行测量,确认不同坐标系之间的参数转换是否准确有效。

  3测量与放样。在作业区域进行测量或放样作业,获取目标成果。

  数据导出。从手簿中导出数据,拷贝至电脑中进行内业处理。

  此外,RTK测量流程还涉及到点校正、基站平移等操作,以确保测量数据的准确性和可靠性

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