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摘 要

RTK(Real Time Kinematic）是一项实时动态相对定位的技术，它采用的是GPS（Global Positioning System）的载波相位观测值所进行的，RTK测量技术的优点是人工操作简便、设备自动化程度高、测量过程快速高效并且方法灵活多样，由于具备这些独特的优势，它的应用范围变得越来越广，在当今社会生产生活中的作用也越来越大，比如城市轨道交通的建设，还有近来火热的共享单车，智能导航等等。然而RTK技术也具有一些缺点和限制，比如它的测量精度会受到地理因素、卫星信号、电磁波干扰、求取转换参数、测区控制点的分布等影响。这些干扰因素目前的技术是无法完全避免的，但是可以采取一些措施来减弱它们的影响。

通过实验，验证分析了三种常见环境下的RTK测量精度，分析了各环境下对GPS RTK测量结果的影响因素，并根据不同测量环境，针对性的提出了相应的实验方法及注意事项，最后拟定相应的的数据处理及成果形成方案，对各种实测成果进行了概括论述。

关键词：GPS RTK；测量误差；精度分析；多路径效应

Abstract

RTK (Real Time Kinematic) is a real-time dynamic relative positioning technology，The positioning technology principle is based on GPS (Global Positioning System) carrier phase observations，RTK measurement technology has the advantage of easy manual operation、High degree of automation、The measurement process is fast、efficient and versatile. Due to these unique advantages，its application range is becoming wider and wider. The role in today's production and life is also growing，Such as the construction of urban rail transit，there are recently hot shared bicycles，smart navigation，etc. However，RTK technology also has some shortcomings and limitations，For example，its measurement accuracy will be affected by geographical factors，satellite signals，electromagnetic interference，obtaining conversion parameters，and the distribution of control points in the survey area. The current technology of these interference factors cannot be completely avoided. However, some measures can be taken to reduce their impact.

Through experiments, the accuracy of RTK measurement under three common conditions was verified and analyzed. The influencing factors of GPS RTK measurement results under various environments were analyzed. According to different measurement environments，corresponding experimental methods and precautions were proposed. Formulate corresponding data processing and results formation plans, and conduct a general discussion on various measured results.

KEY WORDS：GPS RTK；Measurement error；Accuracy analysis；Multipath effect

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 国内外研究概况 1

1.2.1 国内研究概况 1

1.2.2 国外研究概况 2

1.3 本文研究的内容 3

第二章 GPS RTK测量技术 4

2.1 GPS的基本概念 4

2.1.1 GPS系统简介 4

2.1.2 GPS系统定位原理及其特点 5

2.2 GPS RTK技术 7

2.2.1 GPS RTK原理及系统组成 7

2.2.2 GPS RTK测量方法分类 8

2.2.3 GPS RTK优点与不足 9

第三章 GPS RTK误差来源及处理措施 12

3.1 GPS RTK误差来源 12

3.2 GPS RTK误差处理措施 13

3.3 多路径效应误差 14

3.3.1 多路径效应的概念 14

3.3.2 削弱多路径效应误差的措施 16

第四章 GPS RTK在各种不同环境下的测量精度验证实验与分析 18

4.1 实验方案 18

4.1.1 实验目的 18

4.1.2 实验概况 18

4.2 树林对GPS RTK测量结果的影响 19

4.3 高大建筑物对GPS RTK测量结果的影响 21

4.4 水体湖泊对GPS RTK测量结果的影响 23

第五章 结论与展望 25

5.1 研究结论 25

5.2 对未来研究的展望 25

致谢 26

参考文献 27

绪论

研究目的及意义

全球卫星导航系统GPS是以确定用户实时位置信息的一种导航卫星系统，而现在常说的GPS是美国的卫星导航系统。GPS技术从诞生到现在发展十分迅猛，它的发展需要其他技术作为辅助，而它的发展也为其他技术发展提供了巨大的助推力，如今的GPS技术已经愈加的成熟，可以说是贯穿于人们生产生活的方方面面。GPS又可以分类出很多其他技术，其中GPS RTK技术就是GPS多种技术中的一种。

GPS RTK技术是一项实时动态相对定位的技术，它采用的是GPS的载波相位观测值所进行的。它的作业模式是实时处理基准站和流动站两个测站载波相位，在GPS RTK模式下对基准站收到的卫星信号信息发送给流动站接收机，通过一系列的平差解算得出流动站的位置信息。

GPS RTK 技术的优势很明显，GPS RTK测量具备实时快速获取信息，使用操作过程自动化，便捷等特点，当前应用十分热门，可以替代很多传统测量手段，为当今测绘行业发展提供了不少帮助。然而，GPS RTK 测量技术并非十全十美，他也有一些缺点，其中最大的方面就是精度问题。精度是衡量测量成果最重要的标准，要想更好的应用GPS RTK技术，就必须从精度方面着手研究，了解影响GPS RTK测量精度的原因并且得出其影响规律和解决方法。在此之前以及有好多国内外学者进行过此方面的研究，从总体的理论研究和实验结果已经得出一个普遍的结论，GPS RTK 测量成果的误差主要来源于三个方面，包括卫星的运转、星地间信号的传输过程、地面站的接收过程三个方面。星地间信号的传输过程又可分为三种影响，电离层与对流层的折射误差和多路径效应误差，其中普遍影响最大的当属多路径效应产生的误差，多路径效应是指在测站附近的地形环境反射的信号与GPS发射的卫星信号干涉产生的延长效应而造成的误差。在大面积树林、高层建筑物、海洋湖泊、高压输电线等附近架设测站都会在测站周围产生多路径效应影响。GPS在大地测量中多路径效应产生的误差比较小。此前已经有研究结果表明，在一个测站连续进行观测超过半个小时，多路径产生的误差仅仅达到毫米级单位。这是由于在观测时间比较长时，多路径效应产生的有规律信号的波动与GPS长积分的时间把多路径效应产生的误差大大降低。可是如果在有多路径影响下的环境中进行实时动态GPS RTK定位，会非常容易受到多路径效应的影响，在一些恶劣环境下测量的误差可能会异常的大，误差会达到分米级甚至米级，甚至于GPS无法得出固定解，这在测量工作当中是无法被允许的。所以说研究多路径效应对GPS RTK测量结果的影响就十分具有意义了。

国内外研究概况

国内研究概况

由于GPS RTK测量技术具有实时动态的优势，其在实际应用当中意义重大，然而精度方面的劣势是其最大的短板，其在精度方面缺乏可靠性的检验，检核条件不足。原因是用RTK进行测量作业时流动站之间是相互孤立的，并且流动站只与基准站存在联系，因此无法构成图形条件对它进行校检。黑志坚等国内研究人员提出了两种对RTK成果精度进行检测的方法，这两种方法分别是边长检测法和坐标检测法对RTK测量成果进行精度估计，他们的研究成果在实际工程建设中具有一定的理论和指导价值。

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