• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本简介
  • 4.RTK系统组成
  • 4.1.基准站子系统
  • 4.2.管理控制中心子系统
  • 4.3.数据通信子系统
  • 4.4.用户数据中心子系统
  • 4.5.用户应用子系统
  • 5.原理
  • 6.关键技术
  • 6.1.基准站网模糊度的确定
  • 6.2.区域误差模型的建立和流动站误差的计算
  • 7.应用领域
  • 7.1.各种控制测量
  • 7.2.地形测图
  • 7.3.放样
  • 8.推广方向
  • 8.1.北斗应用
  • 8.2.双星系统
  • 8.3.VRS
  • 8.4.GPS
  • 9.成功案例
  • 10.参考资料

RTK

卫星定位测量方法

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。

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基本信息

  • 中文名

    载波相位差分技术

  • 外文名

    Real - time kinematic1

  • 简写

    RTK

  • 属于

    常用的GPS测量方法

  • 优势

    提高了作业效率

基本简介

高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后,即可进行每个历元的实时处理,只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结果。

RTKLIB是日本东京海洋大学(Tokyo University of Marine Science and Technology)开发的一个开放源程序包,供标准与精确GNSS全球导航卫星系统应用。RTKLIB包括一个可移植的程序库和几个应用程序(AP)库。

RTKLIB的特点:

(1)支持标准的和精确的定位算法:GPS,GLONASS,QZSS准天顶卫星系统,北斗和SBAS。

(2)支持多种定位模式与GNSS实时和后处理:单点,DGPS / DGNSS,动态的,静态的,移动基线,定点,PPP运动,PPP静态和PPP定点。

(3)支持多种标准格式和协议GNSS:RINEX2.10,2.11,2.12 OBS /NAV/ GNAV / HNAV,RINEX 3.00 OBS / NAV,RINEX 3.00CLK,RTCMV.2.3,V.3.1 RTCM 1.0,NTRIP,RTCA/DO-229C,NMEA0183,SP3-C,IONEX 1.0,ANTEX 1.3,NGS PCV和EMS 2.0.

NVS Technologies AG公司NV08C系列GNSS模块经测定支持RTKlib应用。

随着卫星定位技术的快速发展,人们对快速高精度位置信息的需求也日益强烈。而目前使用最为广泛的高精度定位技术就是RTK(实时动态定位:Real-Time Kinematic),RTK技术的关键在于使用了GPS的载波相位观测量,并利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性,通过差分的方式除去移动站观测数据中的大部分误差,从而实现高精度(分米甚至厘米级)的定位。

RTK技术在应用中遇到的最大问题就是参考站校正数据的有效作用距离。GPS误差的空间相关性随参考站和移动站距离的增加而逐渐失去线性,因此在较长距离下(单频>10km,双频>30km),经过差分处理后的用户数据仍然含有很大的观测误差,从而导致定位精度的降低和无法解算载波相位的整周模糊。所以,为了保证得到满意的定位精度,传统的单机RTK的作业距离都非常有限。

为了克服传统RTK技术的缺陷,在20世纪90年代中期,人们提出了网络RTK技术。在网络RTK技术中,线性衰减的单点GPS误差模型被区域型的GPS网络误差模型所取代,即用多个参考站组成的GPS网络来估计一个地区的GPS误差模型,并为网络覆盖地区的用户提供校正数据。而用户收到的也不是某个实际参考站的观测数据,而是一个虚拟参考站的数据,和距离自己位置较近的某个参考网格的校正数据,因此网络RTK技术又被称为虚拟参考站技术(Virtual Reference)。

RTK系统组成

RTK

RTK系统由基准站子系统、管理控制中心子系统、数据通信子系统、用户数据中心子系统、用户应用子系统组成。2

基准站子系统

基准站子系统是网络RTK系统的数据源,该子系统的稳定性和可靠性将直接影响到系统的性能。基准站子系统的功能及特性有:2

①基准站为无人值守型,设备少,连接可靠,分布均匀,稳定;2

②基准站具有数据保存能力,GNSS接收机内存可保留最近7天的原始观测数据;2

③断电情况下,基准站可依靠自身的UPS支持运行72h以上,并向中心报警;2