RTK的誤差特性及控制方法

發(fā)布時間:2024-02-22
rtk定位的誤差,一般分為兩類
同儀器和干擾有關的誤差:包括天線相位中心變化、多徑誤差、信號干擾和氣象因素。同距離有關的誤差:包括軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差。對固定基準站而言,同儀器和干擾有關的誤差可通過各種校正方法予以削弱,同距離有關的誤差將隨移動站至基準站的距離的增加而加大,所以rtk的有效作業(yè)半徑是非常有限的(一般小于20幾公里)。
同儀器和干擾有關的誤差
1、天線相位中心變化
天線的機械中心和電子相位中心一般不重合。而且電子相位中心是變化的,它取決于接收信號的頻率、方位角和高度角。天線相位中心的變化,可使點位坐標的誤差一般達到3-5cm。
因此,若要提高rtk定位精度,必須進行天線檢驗校正,檢驗方法分為實驗室內(nèi)的檢驗法和野外檢驗法。
2、多徑誤差
多徑誤差是rtk定位測量中最嚴重的誤差。多徑誤差取決于天線周圍的環(huán)境。多徑誤差一般為幾厘米,高反射環(huán)境下可超過10cm。
多徑誤差可通過下列措施予以削弱:a、選擇合適的站址①測站應遠離大面積平靜的水面。灌木叢、草和其他地面植被能較好地吸收微波信號的能量,是較為理想的設站地址。翻耕后的土地和其他粗糙不平的地面的反射能力也較差,也可以選站。②測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。以避免反射信號從天線抑徑板上方進入天線,產(chǎn)生多路徑效應。③測站應離開高層建筑物。觀測時,汽車也不要停放得離測站附近。b、 ①在天線中設置抑徑板。②接收天線對于極化特性不同的反射信號應該有較強的抑制作用。
3、信號干擾
信號干擾可能有多種原因,如無線電發(fā)射源、雷達裝置、高壓線等,干擾的強度取決于頻率、發(fā)射臺功率和至干擾源的距離。
為了削弱電磁波幅射副作用,必須在選點時遠離這些干擾源,離無線電發(fā)射臺應超過200米,離高壓線應超過50米。在基地站削弱天線電噪聲效的方法是連續(xù)監(jiān)測所有可見衛(wèi)星的周跳和信噪比。
4、氣象因素
快速運動中的氣象峰面,可能導致觀測坐標的變化達到1-2dm。
因此,在天氣急劇變化時不宜進行rtk測量。
同距離有關的誤差
同距離有關的誤差的主要部分可通過多基準站技術來消除。但是,其殘余部分也隨著至基地站距離的增加而加大。
1、軌道誤差
目前,軌道誤差只有幾米,其殘余的相對誤差影響約為1ppm,就短基線(<10km)而言,對結果的影響可忽略不計。但是,對20-30km的基線則可達到幾厘米。
2、電離層誤差
電離層引起電磁波傳播延遲從而產(chǎn)生誤差,其延遲強度與電離層的電子密度密切相關,電離層的電子密度隨太陽黑子活動狀況、地理位置、季節(jié)變化、晝夜不同而變化,白天為夜間的5倍,冬季為夏季的5倍,太陽黑子活動時為最弱時的4倍。利用下列方法使電離層誤差得到有效的消除和削弱:利用雙頻接收機將l1和l2的觀測值進行線性組合來消除電離層的影響;利用兩個以上觀測站同步觀測量求差(短基線);利用電離層模型加以改正。
實際上rtk技術一般都考慮了上述因素和辦法。但在太陽黑子爆發(fā)期內(nèi),不但rtk測量無法進行,即使靜態(tài)gps測量也會受到嚴重影響,太陽黑子平靜期,小于5ppm。
3、對流層誤差
對流層是高度為40km以下的大氣層,其大氣密度比電離層更大,大氣狀態(tài)也更復制。對流層與地面接觸并從地面得到輻射熱能,其溫度隨高度的上升而降低,gps信號通過對流層時也使傳播的路徑發(fā)生彎曲,從而使距離測量產(chǎn)生偏差,這種現(xiàn)象叫做對流層折射。
對流層的折射與地面氣候、大氣壓力、溫度和濕度變化密切相關,這也使得對流層折射比電離層折射更復雜。對流層折射的影響與信號的高度角有關,當在天頂方向(高度角為90°),其影響達2.3m;當在地面方向(高度角為10°),其影響可達20m。
rtk模式時移動站和基準站有效作用半徑相距不太遠(一般小于20km),由于信號通過對流層的路徑相似,所以對同一衛(wèi)星的同步觀測值求差,可以明顯地減弱對流層折射的影響。這一方法在精密測量相對定位中被廣泛應用。
信息標題:rtk的誤差特性及控制方法
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