RTK基準站架設原理介紹(RTK定位原理概述)

一、RTK定位原理概述

RTK測量采用載波相位差分GPS技術進行實時定位，是通過差分校正和載波相位測距兩種測量方法，動態定位的精度才能達到厘米級。

差分GPS技術利用基準站與移動站之間的空間相關性進行差分糾正，從而削弱定位誤差。

標準差分GPS原理是將基準站設置在高精度已知的控制點上，通過基準站單點定位確定測量站的位置坐標，然后通過實時定位測量的坐標與控制點坐標進行比較，確定基準站的定位誤差。

但在實際生產中，為了提高測量效率，基準站通常也可以設置在未知點上。以下是RTK基準站架設的兩種情況，解釋了其架設原理。

二、基準站架設在已知點上

GPS系統主要由GPS衛星、參考站、移動站、通信設備四部分組成。

基準站設置在已知點上的工作流程一般為：首先在高精度、可靠性的已知點設置GPS接收機作為參考站。參考站周圍視野開闊，觀測條件良好，待測點設置移動站，參考站和移動站同時觀測衛星。

在捕捉到衛星信號后，參考站的接收器開始解算自己的位置，然后將解算結果與已知坐標進行比較，找出誤差值，然后根據坐標誤差反映每顆衛星的定位誤差。

由于參考站GPS接收機無法知道移動站接收機收到的衛星數量，因此參考站接收機會鎖定視野中的所有衛星，計算每顆衛星的定位誤差，然后按標準格式編制電碼，通信鏈路發送到移動站。移動站接收信號后，根據自己測量站觀察到的衛星進行誤差糾正，以獲得準確的定位結果。

三、基準站架設在未知點

當基準站設置在已知點上時，其原理更容易理解，但當它設置在未知點上時，則有點難以理解。

坐標系統轉換完成后，確定了測量區域坐標系統與WGS-84坐標系統之間的轉換關系。只要接收器觀察到WGS-84坐標，就會立即轉換到當地坐標系的坐標值。

此時，當基站設置在任何位置時，我們只需要使用移動站到高精度控制點進行單點校正，這與基準站設置在未知點有點不同。

在已知點上能不能不做單點校正呢？

當基準站設置在未知點時，我們打開GPS接收器，連接基準站和移動站，即使不做點校正，我們也會發現移動站仍然可以測量測量區域的坐標。

你甚至可以用點放樣的方法來找到控制點。但當我們使用這種方法放置控制點時，我們會發現放出的位置與控制點的實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。當確定坐標系之間的轉換參數時，GPS接收器可以將接收到的WGS-84坐標轉換為當地坐標系，這就是為什么我們可以在沒有校正的情況下測量區域坐標。

測量坐標與已知坐標之間存在差距的原因是移動站在定位過程中沒有收到有效的差異糾正信息，因此定位結果不準確。

當基準站設置在未知點時，基準站首先定位單點，確定基準站的坐標值，作為基準站的已知坐標，取代高精度的已知坐標。

此時，由于基準站確定的“高精度已知坐標”和實時定位得到的坐標是通過單點定位得到的，因此存在很小的誤差，即差異糾正值很小。因此，移動站的定位精度只能達到單點定位的精度。

基準站的差異糾正信息本質上是GPS單點定位結果與高精度已知控制點之間的差異，因此上述目的也可以通過使用移動站在已知控制點進行單點校正來實現。

此時，可以找出移動站的差異糾正值，也稱為校正參數。然后使用校正參數糾正基準站的位置，以獲得真正高精度的已知坐標。此時，定位原理與標準RTK相同。

因此，單點校正的本質是解決基準站的已知坐標。但這種方法有一些缺點。由于基準站的坐標值是整個測量區域差異糾正信息解決的基本數據，其精度決定了測量區域內所有站點的測量精度，對整個測量區域造成系統偏差。

然而，該方法利用移動站的差異校正值來推斷基準站的已知坐標，因此基準站坐標的準確性取決于校正點與基準站之間的空間相關性。

如果校正點遠離基準站，校正點與基準站之間的空間相關性就會降低，從而降低基準站坐標的精度。反之亦然。

因此，建議在已知控制點附近設置基站，周邊GPS觀測條件良好，以取得良好的定位效果。

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