GPSRTK在水库水下地形测量中的应用+开题报告+任务书 第2页
第二章 GPS RTK 测量的有关技术问题
RTK测量关键技术是整周模糊度的确定、基准站数据的传输、坐标转换参数的求定。
2.1整周模糊度的确定：本文来自优*文*论/文|网
对初始相位模糊度的确定有多种方法，初始相位模糊度的确定直接关系到RTK作业速度的快慢以及成果正确性。目前最先进的OTF算法，整周模糊度的在航解算（ambiguity resolution on the fly或on the fly）简称为AROF或OTF它是流动站近似坐标和协方差的基础上确定整周模糊度的搜索空间，在此空间内计算所有的可能模糊度解，然后通过比较最小方差选择最大优解和次优解，最后确定整周模糊度。它能1秒内确定模糊度，对于失锁后再次锁定将更快。
整周模糊度的在航解算（OTF）基本上可分为4类：（1）双频P码伪距法（2）模糊度函数法（3）最小二乘搜索法（4）模糊度协方差法。
最小二乘搜索法和集成OTF，都采用了基本整周模糊度组的思想。这一思想有助于减少整周模糊度搜索空间中整周模糊度组合的数量，提高搜索效率。但它也存在一些问题：首先基本卫星组的选择是至关重要的，为了减少基本待定整周模糊度组的数量，提高计算效率，同时兼顾采用基本卫星组的4颗卫星进行定位解算，能有较高的精度，以保证剩余双差载波相位整周模糊度能够正确解算出来，选作基本卫星组的4颗卫星的PDOP值应适中，不能太大，也不能太小。事实上，选用不同的基本卫星组，计算效率的差异是很大的。因而如何选择基本卫星组，是OTF解算面临的一个首要问题。其次，如果在搜索过程中，基本卫星组中某一颗卫星出现失锁，则前面的搜索工作都将作废，必需重新构建搜索空间，新构卫星组中的卫星出现周跳，而这一周跳又末能探测出来，则极有可能导致最后搜索到的整周模糊度值的错误的。另外，采用最小二乘法或集成OTF方法，除第一个搜索时元检测搜索空间中所有整周模糊度组外，后续时元均只对前一时元中通过各项检验的整周模糊度进行检验，这样做虽然提高了计算效率，但某一时元中某一观测值有较大的误差，则极有可能使正确整周模糊度组被某一检验项所拒绝，从而导致搜索失败，或者所求得的整周模糊度是错误的。
虽然基本卫星组的选取及周跳的探测和修复是机内软件自动完成的，但我们作业时，往往只是根据星历预报来考虑卫星的可见性分布，而星历预报时对测站障碍物的估计又难以掌握，所以星历预报只是一个参考。具体到每一个作业区域，基准站可以尽按要求选取，而流动站则不好选取。
本人在杭州1：500数字地形图测绘项目中，利用Trimble 5700双频GPS进行RTK作业时，就遇到下面的情况：
（1）卫星数目虽然较多，但信噪比低。毕业论文
http://www.youerw.com基准站与流动站均成功捕获6颗以上卫星，无线电接收良好，但初始化时间较长。经检查才发现虽然为6颗以上卫星，但L2波段的卫星信噪比均较低，且极不稳定，容易失锁。下面就是某一流动站卫星的分布情况：
PN AV ELE L1 S/N L2 S/N
4 14 45 43.6 31.0
8 137 23 41.2 29.6
9 158 28 52.1 35.2*
20 183 34 39.8 27.6＊
24 28 41 42.7 30.1＊
30 308 39 45.6 28.6
带＊为卫星信号不稳定，容易失锁
(2) 机内软件故障
通常利用Trimble 5700双频GPS进行RTK测量时，即使面版显示RTK=浮动，而平面和垂直精度一般为0.3—0.6米之间，当RTK=固定时，平面和垂直精度均为厘米级。但在某一次测量时，无线电接收良好，但面版显示RTK=浮动，而平面和垂直精度为6—8米之间。而卫星接收良好，参考站与流动站均为6颗以上卫星。当我们对基准站与流动站接收机软件进行重新上装后，同样的观测环境下，不再出现以上情况。这说明，GPS接收机在运行一段时间后，对机内软件也要进行重新上装。
2.2 基准站数据传输
目前，在RTK应用中，无论单频和双频RTK系统，都采用UHF电台播发差分信号。UHF是超短波，若基准站的发射天线和流动站的接收天线均没有足够的高度，超短波沿地球表面绕射传播，这样，电磁波在传播过程中不断被地面吸收而迅速衰减，严重地限制了RTK的有效工作半径；若基准站的发射天线和流动站的接收天线均有一定的高度且在直视距离内，超短波将以直线波和地面反射波组成的相干传播方式传播，使RTK的有效工作半径大大增强，一般可达15KM ，最大可达40多KM，但是，如果基准站的发射天线和流动站的接收天线由于障碍物阻隔不在直视距离内时，情况就较为复杂，在城镇的密楼区，基准站的发射天线和流动站的接收天线在不能直接通视时主要靠反射波取得改正数据，这样，RTK的有效作业半径就会很小，有时只有几百米。在野外，如果障碍物是树林等电磁波可以有效穿透的物体时，数据链可正常传输；如果障碍物是较低的山体，流动站的接收天线可能接收到从障碍山体绕射过来的电磁波和从旁边较高山体反射过来的电磁波，这样RTK能正常工作，实验表明有时障碍山体后面的电磁波场强由于多路信号迭加而增强。如果障碍物是很高的山体，电磁波的绕射和反射性能不发挥作用，则RTK不能正常工作。 因此，为了接收到基地站播发的差分信号要求基地站和移动站之间的天线必须满足“电磁波通视”—即电磁波能从基准站通过直射、绕射和反射等传播方式有效地到达移动站，这样在平坦地区的几公里范围内，一般都能顺利进行RTK测量。但在其他地区如果数据链不能正常传输(即使能同时接收到5颗以上有效卫星)，则难以成功实施RTK测量。在这种条件下，进行RTK没量时，可采取下列解决办法：毕业论文
http://www.youerw.com（1） 把RTK的基准站布设在RTK有效测区中央最高的控制点上。
（2） 使用高增益天线及高灵敏度接收机。
（3） 提高基准站和流动站天线的架设高度， 流动站天线可采用长垂准杆架设以保证成果精度。
（4） 缩短各点到基地站的距离，使其能满足“电磁波通视”，在地形、地物遮挡时，另增设中继站。
但是，这些措施在外业时将增加很多困难，因此，采用RTK技术要求CM级定位精度时，一般都限定流动站至基地站的距离为几公里。
2.3 坐标转换参数的求定
RTK流动站在实现实时坐标转换的一个重环节是WGS-84到地方坐标系的转换参数问题。坐标转换参数的确定误差是RTK作业的主要误差源之一。选择先进的坐标转换的模型，求得高精度的转换参数至关重要，是获取高精度成果的基础。利用转换参数才能将WGS-84坐标转换成工程项目所在坐标系的坐标，因此，坐标转换参数的确定是RTK技术投入实际使用的关键。
在实际应用转换参数时，必需要考虑转换参数的区域性、时间性、以及完整性。
本人在某一工程中利用RTK作业时,采用Poweradj(V4.0)软件对测区内的19个已知点分别进行七参数与三参数的求解，结果如下：七参数：
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