RTK測(cè)量不出現(xiàn)固定解的原因

隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)快速高精度位置信息的需求也日益強(qiáng)烈。而目前使用最為廣泛的快速高精度定位技術(shù)就是RTK（實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位：Real-Time Kinematic），常規(guī)RTK測(cè)量是根據(jù)GPS的相對(duì)理論，將一臺(tái)接收機(jī)設(shè)在基準(zhǔn)站，另一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)設(shè)置為移動(dòng)站，同步采集相同衛(wèi)星的信號(hào)。

基準(zhǔn)站在接收GPS信號(hào)并進(jìn)行載波相位測(cè)量的同時(shí)，通過數(shù)據(jù)鏈將觀測(cè)值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)和測(cè)站坐標(biāo)信息按照一定數(shù)據(jù)格式一起傳送給移動(dòng)站，移動(dòng)站通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)解調(diào)后，利用GPS控制器內(nèi)置的隨機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件，與本機(jī)采集的GPS觀察數(shù)據(jù)組成差分觀測(cè)值，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，給出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程及實(shí)測(cè)精度。

但是在日常哈爾濱RTK測(cè)量的應(yīng)用中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)無(wú)固定解的情況，導(dǎo)致測(cè)量測(cè)繪工作無(wú)法按時(shí)完成或者測(cè)量測(cè)繪結(jié)果精度無(wú)法保證。根據(jù)RTK原理我們知道RTK系統(tǒng)由基準(zhǔn)站、移動(dòng)站、數(shù)據(jù)鏈組成，三者缺一不可，由此可以判定無(wú)固定解主要是這三方面的問題。

一、基準(zhǔn)站

接收機(jī)連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號(hào)，由于GPS衛(wèi)星處在約兩萬(wàn)公里的高空，從衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)到接收機(jī)接收，中間經(jīng)過電離層、對(duì)流層及多方面的干擾，信號(hào)十分微弱。所以當(dāng)無(wú)固定解的時(shí)候，就有可能是基準(zhǔn)站接收到衛(wèi)星信號(hào)差有關(guān)系，從基站的工作原理可以得出以下幾個(gè)方面：

1、基站未接收到足夠的衛(wèi)星（衛(wèi)星可數(shù)少于5顆）；

2、基站接收到衛(wèi)星信號(hào)有很強(qiáng)的干擾；

3、基站接收到有信號(hào)反射物反射的衛(wèi)星信號(hào)。

解決辦法：基站的架設(shè)要選在視空條件較好的地方，必須遠(yuǎn)離各種強(qiáng)電磁干擾源（如高壓線、電視臺(tái)、手機(jī)信號(hào)塔等），由于RTK的數(shù)據(jù)鏈采用超高頻（UHF）電磁波，故電臺(tái)天線盡量設(shè)置離基站2米以上的距離，同時(shí)減少多路徑效應(yīng)的影響，基站周圍無(wú)大面積信號(hào)反射體（如大面積水域，大型建筑物等）。

二、移動(dòng)站

在正常條件下，地面兩點(diǎn)間距離較短時(shí)，系統(tǒng)能夠模擬電離層和對(duì)流層的影響，其殘余影響也可通過對(duì)觀察值差分處理予以消除或者減弱，但是空中隨時(shí)可能發(fā)生劇烈變化，衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)基站和移動(dòng)站將有不同的影響，且基線越長(zhǎng)，影響越大，當(dāng)電離層劇烈活動(dòng)時(shí)，將導(dǎo)致周跳或失鎖。故RTK測(cè)量中無(wú)固定解時(shí)，主要是移動(dòng)站無(wú)法確定整周未知數(shù)，即初始化。這里面主要有幾個(gè)因素：

1、接收機(jī)觀察衛(wèi)星的數(shù)量；

2、移動(dòng)站至基準(zhǔn)站的距離。

解決辦法：減少RTK在一些特殊的情況的使用（比如有強(qiáng)干擾、視空條件受限的測(cè)區(qū)），移動(dòng)站盡量不要距離基站超過10公里。

三、數(shù)據(jù)鏈

能否實(shí)時(shí)接收基準(zhǔn)站的差分信號(hào)是RTK是否成功的決定因素，也是制約RTK測(cè)程的關(guān)鍵因素。當(dāng)今測(cè)繪儀器絕大多數(shù)采用UHF電臺(tái)播發(fā)差分?jǐn)?shù)據(jù)。所以移動(dòng)站無(wú)法出現(xiàn)固定解的時(shí)候，與數(shù)據(jù)傳輸有相當(dāng)大的關(guān)系，這里主要有以下幾點(diǎn)：

1、傳輸距離，數(shù)據(jù)鏈的傳輸距離是由接收機(jī)天線高度、地球曲率、地形及大氣折射等因素決定；

2、數(shù)據(jù)傳輸格式，由于基站和移動(dòng)站相距較遠(yuǎn)，電臺(tái)傳過來的差分改正數(shù)延遲比較大，就會(huì)造成得不到固定解，比如RTCM3數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)量比較大的，可以使用數(shù)據(jù)量比較小的數(shù)據(jù)，以減小延遲比如CMR。

解決辦法:測(cè)區(qū)無(wú)法改變，在地形相對(duì)惡劣，電磁波傳輸較差的地方將電臺(tái)天線放置在高處，增大電臺(tái)的發(fā)射功率，選用數(shù)據(jù)發(fā)射量較小的數(shù)據(jù)格式。

我們?nèi)粘５腞TK應(yīng)用中，盡量根據(jù)RTK的工作原理及影響因素來判定無(wú)固定解的原因，盡快找出無(wú)固定解的具體因素，及時(shí)的處理，幫助我們更好更快更準(zhǔn)確的完成測(cè)量測(cè)繪工作。