RTK基准站架设原理介绍(RTK定位原理概述)

一、RTK定位原理概述

RTK测量采用载波相位差分GPS技术进行实时定位，是通过差分校正和载波相位测距两种测量方法，动态定位的精度才能达到厘米级。

差分GPS技术利用基准站与移动站之间的空间相关性进行差分纠正，从而削弱定位误差。

标准差分GPS原理是将基准站设置在高精度已知的控制点上，通过基准站单点定位确定测量站的位置坐标，然后通过实时定位测量的坐标与控制点坐标进行比较，确定基准站的定位误差。

但在实际生产中，为了提高测量效率，基准站通常也可以设置在未知点上。以下是RTK基准站架设的两种情况，解释了其架设原理。

二、基准站架设在已知点上

GPS系统主要由GPS卫星、参考站、移动站、通信设备四部分组成。

基准站设置在已知点上的工作流程一般为：首先在高精度、可靠性的已知点设置GPS接收机作为参考站。参考站周围视野开阔，观测条件良好，待测点设置移动站，参考站和移动站同时观测卫星。

在捕捉到卫星信号后，参考站的接收器开始解算自己的位置，然后将解算结果与已知坐标进行比较，找出误差值，然后根据坐标误差反映每颗卫星的定位误差。

由于参考站GPS接收机无法知道移动站接收机收到的卫星数量，因此参考站接收机会锁定视野中的所有卫星，计算每颗卫星的定位误差，然后按标准格式编制电码，通信链路发送到移动站。移动站接收信号后，根据自己测量站观察到的卫星进行误差纠正，以获得准确的定位结果。

三、基准站架设在未知点

当基准站设置在已知点上时，其原理更容易理解，但当它设置在未知点上时，则有点难以理解。

坐标系统转换完成后，确定了测量区域坐标系统与WGS-84坐标系统之间的转换关系。只要接收器观察到WGS-84坐标，就会立即转换到当地坐标系的坐标值。

此时，当基站设置在任何位置时，我们只需要使用移动站到高精度控制点进行单点校正，这与基准站设置在未知点有点不同。

在已知点上能不能不做单点校正呢？

当基准站设置在未知点时，我们打开GPS接收器，连接基准站和移动站，即使不做点校正，我们也会发现移动站仍然可以测量测量区域的坐标。

你甚至可以用点放样的方法来找到控制点。但当我们使用这种方法放置控制点时，我们会发现放出的位置与控制点的实际位置有几米的差距。

这又是为什么呢？造成这种情况的原因是我们没有做一些纠正。当确定坐标系之间的转换参数时，GPS接收器可以将接收到的WGS-84坐标转换为当地坐标系，这就是为什么我们可以在没有校正的情况下测量区域坐标。

测量坐标与已知坐标之间存在差距的原因是移动站在定位过程中没有收到有效的差异纠正信息，因此定位结果不准确。

当基准站设置在未知点时，基准站首先定位单点，确定基准站的坐标值，作为基准站的已知坐标，取代高精度的已知坐标。

此时，由于基准站确定的“高精度已知坐标”和实时定位得到的坐标是通过单点定位得到的，因此存在很小的误差，即差异纠正值很小。因此，移动站的定位精度只能达到单点定位的精度。

基准站的差异纠正信息本质上是GPS单点定位结果与高精度已知控制点之间的差异，因此上述目的也可以通过使用移动站在已知控制点进行单点校正来实现。

此时，可以找出移动站的差异纠正值，也称为校正参数。然后使用校正参数纠正基准站的位置，以获得真正高精度的已知坐标。此时，定位原理与标准RTK相同。

因此，单点校正的本质是解决基准站的已知坐标。但这种方法有一些缺点。由于基准站的坐标值是整个测量区域差异纠正信息解决的基本数据，其精度决定了测量区域内所有站点的测量精度，对整个测量区域造成系统偏差。

然而，该方法利用移动站的差异校正值来推断基准站的已知坐标，因此基准站坐标的准确性取决于校正点与基准站之间的空间相关性。

如果校正点远离基准站，校正点与基准站之间的空间相关性就会降低，从而降低基准站坐标的精度。反之亦然。

因此，建议在已知控制点附近设置基站，周边GPS观测条件良好，以取得良好的定位效果。

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