一、RTK定位原理概述

RTK測(cè)量采用載波相位差分GPS技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，是通過差分校正和載波相位測(cè)距兩種測(cè)量方法，動(dòng)態(tài)定位的精度才能達(dá)到厘米級(jí)。

差分GPS技術(shù)利用基準(zhǔn)站與移動(dòng)站之間的空間相關(guān)性進(jìn)行差分糾正，從而削弱定位誤差。

標(biāo)準(zhǔn)差分GPS原理是將基準(zhǔn)站設(shè)置在高精度已知的控制點(diǎn)上，通過基準(zhǔn)站單點(diǎn)定位確定測(cè)量站的位置坐標(biāo)，然后通過實(shí)時(shí)定位測(cè)量的坐標(biāo)與控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，確定基準(zhǔn)站的定位誤差。

但在實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高測(cè)量效率，基準(zhǔn)站通常也可以設(shè)置在未知點(diǎn)上。以下是RTK基準(zhǔn)站架設(shè)的兩種情況，解釋了其架設(shè)原理。

二、基準(zhǔn)站架設(shè)在已知點(diǎn)上

GPS系統(tǒng)主要由GPS衛(wèi)星、參考站、移動(dòng)站、通信設(shè)備四部分組成。

基準(zhǔn)站設(shè)置在已知點(diǎn)上的工作流程一般為：首先在高精度、可靠性的已知點(diǎn)設(shè)置GPS接收機(jī)作為參考站。參考站周圍視野開闊，觀測(cè)條件良好，待測(cè)點(diǎn)設(shè)置移動(dòng)站，參考站和移動(dòng)站同時(shí)觀測(cè)衛(wèi)星。

在捕捉到衛(wèi)星信號(hào)后，參考站的接收器開始解算自己的位置，然后將解算結(jié)果與已知坐標(biāo)進(jìn)行比較，找出誤差值，然后根據(jù)坐標(biāo)誤差反映每顆衛(wèi)星的定位誤差。

由于參考站GPS接收機(jī)無法知道移動(dòng)站接收機(jī)收到的衛(wèi)星數(shù)量，因此參考站接收機(jī)會(huì)鎖定視野中的所有衛(wèi)星，計(jì)算每顆衛(wèi)星的定位誤差，然后按標(biāo)準(zhǔn)格式編制電碼，通信鏈路發(fā)送到移動(dòng)站。移動(dòng)站接收信號(hào)后，根據(jù)自己測(cè)量站觀察到的衛(wèi)星進(jìn)行誤差糾正，以獲得準(zhǔn)確的定位結(jié)果。

三、基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)

當(dāng)基準(zhǔn)站設(shè)置在已知點(diǎn)上時(shí)，其原理更容易理解，但當(dāng)它設(shè)置在未知點(diǎn)上時(shí)，則有點(diǎn)難以理解。

坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換完成后，確定了測(cè)量區(qū)域坐標(biāo)系統(tǒng)與WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。只要接收器觀察到WGS-84坐標(biāo)，就會(huì)立即轉(zhuǎn)換到當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系的坐標(biāo)值。

此時(shí)，當(dāng)基站設(shè)置在任何位置時(shí)，我們只需要使用移動(dòng)站到高精度控制點(diǎn)進(jìn)行單點(diǎn)校正，這與基準(zhǔn)站設(shè)置在未知點(diǎn)有點(diǎn)不同。

在已知點(diǎn)上能不能不做單點(diǎn)校正呢？

當(dāng)基準(zhǔn)站設(shè)置在未知點(diǎn)時(shí)，我們打開GPS接收器，連接基準(zhǔn)站和移動(dòng)站，即使不做點(diǎn)校正，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)移動(dòng)站仍然可以測(cè)量測(cè)量區(qū)域的坐標(biāo)。

你甚至可以用點(diǎn)放樣的方法來找到控制點(diǎn)。但當(dāng)我們使用這種方法放置控制點(diǎn)時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)放出的位置與控制點(diǎn)的實(shí)際位置有幾米的差距。

這又是為什么呢？造成這種情況的原因是我們沒有做一些糾正。當(dāng)確定坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，GPS接收器可以將接收到的WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系，這就是為什么我們可以在沒有校正的情況下測(cè)量區(qū)域坐標(biāo)。

測(cè)量坐標(biāo)與已知坐標(biāo)之間存在差距的原因是移動(dòng)站在定位過程中沒有收到有效的差異糾正信息，因此定位結(jié)果不準(zhǔn)確。

當(dāng)基準(zhǔn)站設(shè)置在未知點(diǎn)時(shí)，基準(zhǔn)站首先定位單點(diǎn)，確定基準(zhǔn)站的坐標(biāo)值，作為基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)，取代高精度的已知坐標(biāo)。

此時(shí)，由于基準(zhǔn)站確定的“高精度已知坐標(biāo)”和實(shí)時(shí)定位得到的坐標(biāo)是通過單點(diǎn)定位得到的，因此存在很小的誤差，即差異糾正值很小。因此，移動(dòng)站的定位精度只能達(dá)到單點(diǎn)定位的精度。

基準(zhǔn)站的差異糾正信息本質(zhì)上是GPS單點(diǎn)定位結(jié)果與高精度已知控制點(diǎn)之間的差異，因此上述目的也可以通過使用移動(dòng)站在已知控制點(diǎn)進(jìn)行單點(diǎn)校正來實(shí)現(xiàn)。

此時(shí)，可以找出移動(dòng)站的差異糾正值，也稱為校正參數(shù)。然后使用校正參數(shù)糾正基準(zhǔn)站的位置，以獲得真正高精度的已知坐標(biāo)。此時(shí)，定位原理與標(biāo)準(zhǔn)RTK相同。

因此，單點(diǎn)校正的本質(zhì)是解決基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)。但這種方法有一些缺點(diǎn)。由于基準(zhǔn)站的坐標(biāo)值是整個(gè)測(cè)量區(qū)域差異糾正信息解決的基本數(shù)據(jù)，其精度決定了測(cè)量區(qū)域內(nèi)所有站點(diǎn)的測(cè)量精度，對(duì)整個(gè)測(cè)量區(qū)域造成系統(tǒng)偏差。

然而，該方法利用移動(dòng)站的差異校正值來推斷基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)，因此基準(zhǔn)站坐標(biāo)的準(zhǔn)確性取決于校正點(diǎn)與基準(zhǔn)站之間的空間相關(guān)性。

如果校正點(diǎn)遠(yuǎn)離基準(zhǔn)站，校正點(diǎn)與基準(zhǔn)站之間的空間相關(guān)性就會(huì)降低，從而降低基準(zhǔn)站坐標(biāo)的精度。反之亦然。

因此，建議在已知控制點(diǎn)附近設(shè)置基站，周邊GPS觀測(cè)條件良好，以取得良好的定位效果。

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