GPS网络RTK作业过程中质量控制

GPS网络RTK作业过程中质量控制
摘要：在网络RTK作业中，配合当前先进的无线通信技术、计算机技术和网络
技术，实现GPS的精准定位。

同时，应用上述先进的技术，能够有效的弥补当前GPS定位应用中存在的不足。

当前常规RTK技术已经在测量中取得了较为广泛的
应用，但是基线处于不断增长状态，误差源的影响相关性减弱，无法对距离相关
误差进行有效消除，给定位精确性造成了不利影响。

通常来说，常规RTK技术的
应用范围处于10到15km之间，距离较短，存在一定的限制。

基于此，本文首先简要介绍网络RTK技术以及具体的实现形式，接着对RTK作业中的误差来源进行
分析，并给出了相应的质量控制措施。

并且配合GPS参考站技术，网络RTK技术
将有着更为广阔的发展空间，目标GPS技术的多方面不足，在更多的领域发挥其
功能作用。

关键词：网络RTK；误差；质量控制
1.引言
在当前常规的RTK技术应用中存在一定的缺陷和问题，为了提高该技术的精确度，同时
扩大作业范围，实现动态定位，多参考站网络RTK技术应运而生。

在测量区域中建立多个参
考站，实现网状覆盖，结合不同各参考站中的GPS观测数据，融合所获得的的信息，建立一
定的误差改正系统和措施，从而得到最优的改正数据，并向移动站用户播发，从而保证实时
定位的精确性、可靠性以及均匀性，这种技术就是我们所说的GPS多参考站网络差分，当前
也被称为网络RTK技术。

与常规的GPS差分模式相比，这种方法具有更为突出的实时性、可
靠性以及准确性，同时能够覆盖更为广阔的区域。

在网络RTK技术中心，其组成部分主要包括数据通信线路、数据处理中心以及参考站网
几方面。

在参考站上要配备GPS接收机，能够提供双频伪距观测值，并且具有较高的精确性，通常参考站坐标为已知状态，借助GPS静态相对定位来得到其最终坐标。

另外，在参考站中，要具备完善的通信设备以及气象仪器。

在观测中要保持连续性，结合具体的采样率来进行观测，同时将数据通过通信链传输。

借助当前的网络技术，网络RTK能够实现基准站与计算中
心的实时连接，联合参考站所获得的相关数据，将对流层以及电离层等影响进行消除和解算，保证RTK定位具有足够的可靠性和精确性。

对GPS天线以及处理器等设施进行改进和完善，
加强通信建设，改善传统电台传输方式中的弊端和不足。

2.网络RTK误差来源
在实际的RTK定位技术应用中往往存在着各类误差。

按其性质的不同来进行划分，主要
分为随机以及系统误差。

按照误差来源的不同来进行划分，则主要分为接收机相关误差、卫
星相关误差以及传播相关误差。

2.1 GPS卫星相关误差
2.1.1 卫星星历误差
在测量作业中，卫星位置是由星历所给出，但是这个位置会与卫星的实际位置存在一定
的偏差，这就是我们所说的卫星星历误差。

在GPS参考站系统的连续运行中，借助相对定位法，结合系统自身模型来进行星历误差的消除。

具体来说，就是将轨道参数视为未知，纳入
实际的平差模型中，通过平差来进行相应的计算，最终得到测站位置以及轨道偏差改正数据。

2.1.2 卫星钟误差
虽然卫星中原子钟的精度较高，但是仍然难以避免的存在一定误差，这其中不但存在系
统误差，同时也涉及到随机误差。

对于钟差的系统误差来说可以通过实际的比对和校验来进
行确定，并且通过模型加以改正。

而对于钟差的随机误差则只能通过稳定度来对统计特性进
行一定的描述。

2.1.3 相对论效应
在网络RTK技术中，相对论效主要是指，由于卫星钟和接收轨迹之间在状态上存在一定
的差异，从而导致相对钟差的出现。

借助严密和近似公式法来进行一定的修正处理。

2.2 信号传播相关误差的特性及其消除措施
2.2.1 电离层延迟
由于电离层的作用和影响，电磁波在传输过程中会存在一定的延时，导致误差的出现。

实际来说，电磁波的传输延迟与电离层电子密度有着直接的联系。

地理位置情况、太阳黑子
情况以及季节和昼夜的变化都会影响到电离层的电子密度。

同时，电离层会对于载波相位和
测码伪距产生一定影响，对其观测值有着符号相反、大小相等的影响作用。

通常来说，电离
层误差的削弱和消除方法主要有以下三方面：第一，借助双频接收机中观测值的线性组合来
消除电离层影响。

第二，借助观测站实现同步观测量的求差处理。

第三，借助电离层模型实
现误差的修正处理。

2.2.2 对流层延迟
对流层是大气层中高度低于50km的部分，大气层中大部分质量都集中在该层，在GPS
信号传输过程中，受到对流层的影响，其传播速度和路径都会发生一定的变化。

因此距离测
量值会出现一定偏差。

在实际应用中，对对流层的延迟改正可以通过随机模型法和参数待定
法来实现，提高观测精度。

2.2.3 多路径误差
多路径误差是RTK定位测量中最严重的误差类型，受到天线周围环境影响较大，通常误
差都为几厘米的水平。

而对于高反射环境中甚至能够达到10cm以上的误差水平。

一般来说，多路径误差的消除可以通过以下几方面来实现：第一，选择较为开阔的地形，并且不能存在
反射面。

第二，应用扼流圈天线。

第三，采用能够削弱这种误差的天线。

第四，在流动站以
及参考站附近辅设能够对电波进行吸收的材料。

2.3 GPS参考站系统及通信相关误差特性及其消除措施
对于距离相关误差，其主要部分可以采用参考站技术来进行消除，这是由于参考站系统
软件所具有的调节功能，同时结合网络RTK解算模型，能够起到误差消除的作用，保证网络RTK能够进行均匀、精准的定位，同时，通讯良好是获得高质量RTK测量的保障。

3.网络RTK的质量控制措施
3.1 质量控制的重要性
据相关的调查和研究显示，网络RTK对于模糊度能够达到95%～99%的可靠性，相比于
传统RTK技术以及静态GPS测量技术来说，网络RTK误差因素相对较多：例如流动站与数据
中心相关数据通信包的可靠性、参考站固定解以及数据链传输误差等等。

另外，为了使得RTK作业效率能够得到保障，通常来说与静态测量存在一定的不同，无法应用静态测量后的
处理方法，因此，网络RTK技术相比于传统手段来说粗差的几率更大，必须要加强其质量控制。

3.2 质量问题控制措施
（1）卫星所予以的阻碍
卫星方面所获的阻碍主要有两方面因素：其一，由于最佳的卫星系统分布位置由美国占据，因此在某一确定的时间之内，部分国家将在此时间范围中，不能够获取到较为完整的卫
星系统覆盖。

故而，这一时间内很容易产生相应的测量假值。

其二，主要是受到地理环境以
及自然环境所构成
的限制。

比如，峡谷深处、茂密的丛林环境，以及高楼密布的城市等。

在此些环境中，卫星
所发出的通讯信号将很可能会遭遇较长时间的遮挡或延迟，从而致使一天之内的测量作业时
间受到一定的限制。

对于前面所提及的假值问题而言，可以通过使用RTK测量成果之中的质量控制办法，来
对其及时的发觉。

对作业时间遭受限制所带来的各项问题来讲，应当尽可能的事先为其做好
各项准备性、预备性工作，同时选择好恰当时间进行测量解决。

（2）RTK机型初始化能力方面的问题
经过上述剖析我们得知，于高山、丛林密布的自然地区以及高楼密布的城市区域中，GPS卫星方面的信号会受到一定的阻碍。

故而，很容易致使失锁以及初始化丢失等不良现象
的产生。

同时，在运用RTK技术实施作业时，也会时常的需要对其进行重新初始化操作。

这
不仅会对测量数据的精准度构成损坏，也在一定程度上拖延了相应的测量效率。

对于这些问
题的处理，通常只能依靠选用初始化较强的RTK机型。

如若测量区域不能充分满足此类RTK
机型的基本测量条件，则需要选用其他有效的方式来进行测量。

（3）数据传输遭遇干扰，致使标称作业半径比实际要小
由于RTK技术方面的数据传递系统，经常会遭受到大型建筑、自然山脉以及其他类别高
频信号等方面的干扰。

因此，在传递数据的进程中信号强度会受到较为严重的衰减，从而致
使测量精准度下降，致使作业半径产生缩小现象。

此外，运用RTK技术进行测量时，其作业
半径如果超出测量范围，将会致使测量数据方面的误差超限[3]。

故而，RTK测量技术的实际
有效测量半径通常都要小于标称规定方面的有效半径。

通过长期的实践，这个观点已经获得
了相应的验证。

为了保障测量数据方面的成效性以及精准性，在切实的测量进程中，就应当
对测量半径及时的进行缩小，又或者是把基准站安排在实施测试区域所在中央的较高位置上。

（4）天空因素方面所给予的影响
如若竣工测量操作安排于中午实施，将会遭受大气电离层方面所带来的干扰跟影响，这
将会致使共用卫星数量偏少，更甚者会出现时常连接的卫星数量不足五颗的现象。

故而，这
会致使仪器初始化时间较长，或是不能进行初始化操作，从而将无法正常实施测量工作。

通
过我们长期的探究与实践，我们得知，使用RTK技术实施测量的最佳时间，通常是在上午十
一点之前，以及下午三点半之后。

此段时间是进行测量工作的最佳时期。

故而，在运用RTK
技术进行测量之时，一定要选取好测量时间，尽可能的规避搜索卫星比较困难的时间段进行
测量操作。

4.结束语
当前GPS参考站技术发展较快，网络RTK技术有了更为广阔的应用空间，在多个方面已经替代了传统GPS技术，作业效率显著提高。

在实际中要选择适宜的网络RTK作业方式以及
仪器，加强质量保障，有利于提高成果的可靠性和准确性。

在作业中任何参考站出现故障都
可能造成RTK技术不能正常使用，因此要在作业前选择合适的方案，要对网络RTK的设备进行维护，建立严格的技术规范。

相信未来网络RTK技术将会有着更为广阔的发展空间。

参考文献：
[1]明新山.基于GPS的土地测绘与土地信息化管理的研究[J].冶金管理，2020-03-15
[2]朱国顺.GPS-RTK技术在工程测量中的应用分析[J].商品与质量，2017，（7）：86-87.
[3]李光宇，黎光明，翟黎明.GPSRTK技术的城市工程测量应用研究[J].科技创新导报，2019，（25）：9.。