劉想林

東莞市沙田測繪隊

摘要：本文針對小區(qū)域內(nèi)RTK測量定位的精度和可靠性問題展開分析與研究，提出了RTK定位精度的檢測方法，通過對RTK測量實驗數(shù)據(jù)的內(nèi)符合精度檢測，分析了RTK在小區(qū)域工程測量中實現(xiàn)高精度定位的技術(shù)可行性。

關(guān)鍵詞：PTK；小區(qū)域；測量精度

引言

隨著科技的不斷進步，一種新興的RTK—網(wǎng)絡RTK（VRS）技術(shù)得到廣泛應用，VRS的意思是虛擬參考站，VRS不僅是GPS的產(chǎn)品，更是集Internet技術(shù)、無線通訊技術(shù)、計算機網(wǎng)絡管理和GPS定位技術(shù)為一體的系統(tǒng)工程。它的出現(xiàn)使一個地區(qū)的所有測繪工作成為一個有機的整體，結(jié)束了以前GPS作業(yè)的單打獨斗局面。它克服了RTK技術(shù)的局限性，擴展了RTK的作業(yè)距離，使GPS技術(shù)的應用更加廣泛，精度和可靠性進一步提高，使從前許多GPS無法完成的任務成為可能。

一、RTK測量的特點

1、RTK 誤差的來源

RTK 測量的誤差可分為兩類，同測站有關(guān)的誤差和同距離有關(guān)的誤差。

同測站有關(guān)的誤差包括天線相位中心變化、多路徑誤差、信號干擾和氣象因素影響等，其中多路徑誤差是RTK 定位測量中最嚴重的誤差。多路徑誤差主要取決于GPS 接收機天線周圍的環(huán)境，若天線周圍有高大建筑物或大面積水面時，將對電磁波有強反射作用。通常情況下，多路徑誤差為1 ～ 5 cm，高反射環(huán)境下可達10 cm 以上，且多路徑誤差的大小常以5 ～ 20min 呈周期性變化，這對RTK 測量將產(chǎn)生嚴重影響。

同距離有關(guān)的誤差包括控制點的WGS84 坐標誤差、軌道誤差、電離層誤差和對流層誤差?？刂泣c的WGS84坐標誤差為10 m，10 km 基線解算誤差可達1 cm；目前軌道誤差只有幾m，其殘余的相對誤差約為10-6，對小于10 km 的基線而言，其影響可忽略不計。電離層誤差一般其影響小于5×10-6。對流層誤差同點間距離高差有關(guān)，一般影響在3×10-6 以內(nèi)。對于同測站有關(guān)的誤差可通過各種校正方法和有效措施予以削弱，而同距離有關(guān)的誤差將隨流動站至基準站的距離增大而加大。因此，在進行RTK 測量時，除采取有效措施削弱測量誤差外，一般作業(yè)半徑不大于10 km 為宜。

采用扼流圈天線或具有抑徑板的GPS系統(tǒng)可有效減弱多路徑誤差。

2、整周模糊值研究表明，確定整周模糊值（即初始化）的時間和可靠性，是RTK 系統(tǒng)能否實時、準確定位的關(guān)鍵。

RTK 系統(tǒng)可以在運動中確定整周模糊值（OTF）。

在正常條件下，地面兩點間距離較短時，能夠通過對觀測值的差分處理減弱大部分電離層和對流層的影響。

實踐證明，確定整周模糊值的時間和可靠性取決于4 個因素，即接收機類型（多系統(tǒng)、雙頻）、所觀測衛(wèi)星的個數(shù)、流動站至基準站的距離及RTK 計算引擎質(zhì)量。一般情況下，接收數(shù)據(jù)鏈信號的強度和穩(wěn)定性越高，其初始化的時間越短；RTK 初始化的時間同距離有關(guān)；解算時采用的衛(wèi)星個數(shù)越多，RTK 的精確性和可靠性越好；流動站至基準站的距離越近，其初始化的時間越短。

3、數(shù)據(jù)鏈

RTK 測量時，流動站需要實時地接收基準站播發(fā)的差分信號（觀測值及相關(guān)數(shù)據(jù)），才能求待定點的位置。因此，能否連續(xù)可靠地接收基準站播發(fā)的信號，是RTK 能否成功的決定因素，也是制約RTK 測程的關(guān)鍵因素。

目前，一般采用UHF 電臺播發(fā)差分信號，其頻率大約為450 ～ 470 MHz。根據(jù)電磁波理論，它的傳輸屬于一種視距傳輸（準光學通視），其最大的傳輸距離是由接收天線的高度、地球曲率半徑以及大氣折射等因素決定的。因此，在沙漠、平原、海域等地區(qū)，其RTK 定位的效果比較好；而在城區(qū)、山地、森林等地區(qū)進行RTK 測量時，其成果質(zhì)量及作業(yè)效率將受到一定影響，甚至無法進行作業(yè)。

由于信號遮擋和頻率沖突，會導致信號衰減和失鎖?？梢酝ㄟ^基準站未發(fā)射信號時，觀察流動站的數(shù)據(jù)鏈接收指示燈狀態(tài)，以確定是否發(fā)生頻率沖突。

二、幾種RTK作業(yè)方法的精度比較實例

1、動態(tài)與快速靜態(tài)測量比較

2003年8月，我院對蘇北一條高速公路的四等和一級控制網(wǎng)用快速靜態(tài)的方法進行了第一次復測，然后采用RTK技術(shù)進行了第二次復測。兩次測量的成果比較見下表：

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，RTK 與GPS快速靜態(tài)測量成果的坐標分量最大差異為1. 8cm，這其中還包括了對中等其它測量誤差的影響。因此在本例中，RTK 測量與GPS快速靜態(tài)測量的成果無顯著差異，精度相當。

2、單次測量與雙次測量的精度比較

2005年3月，我院在南京郊區(qū)進行了RTK 單次測量與雙次測量（第二次測量時需重置整周模糊度）的精度比較測試。測量的點位主要是一級圖根控制點，表2和表3 中點位的各種精度指標是在WGS - 84坐標系下的數(shù)據(jù)，由Ski-Pro 后處理軟件平差所得。

表2、表3 中的M p、Mh 和M p +h 是指點位在平面、高程和空間位置的均方根（RM S）。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析，雙次測量能顯著地提高RTK 測量的精度，在本例中約提高了45%，但不管是雙次測量還是單次測量，其成果的平面中誤差Mp和高程中誤差Mh均未超過±5cm。

3、用三腳架測量與專用側(cè)桿測量的成果比較

三腳架測量與專用測桿測量孰優(yōu)孰劣，是個難于回答的問題。其實兩者各有利弊：三腳架的平面對中誤差小是其最大的優(yōu)點，但這是以光學對中器的檢校正確為前提的，由于外業(yè)工作條件和運輸?shù)确矫娴脑?，要做到這一點并不容易。攜帶不方便是其最大的缺點。

專用測桿都配有園水準氣泡和支撐桿，一般與其它設(shè)備的配套較好，與三腳架相反，攜帶方便是其最大的優(yōu)點，但測桿一般高度較高，對中的可靠性一直是人們懷疑的地方。

2005年4月，在南京郊區(qū)的一次RTK測量中，開始我們用專用測桿進行測量，后因委托方的要求用三腳架進行了重測，因此獲得了一組比較數(shù)據(jù)。

表4的數(shù)據(jù)有點出乎原先的估計，因為比較容易發(fā)生誤差的平面坐標吻合較好，而高程方面的差異較大。事后分析，主要原因是作業(yè)開始前對三腳架和測桿的對中氣泡均進行了檢校，因而其對平面坐標的影響不大。高程方面的差異，主要是由天線高量測誤差和GPS高程精度相對較弱而引起的結(jié)果，這也從一個側(cè)面證實了GPS精度方面的一些理論。

三、關(guān)于RTK的質(zhì)量控制

研究表明，RTK 確定整周模糊度的可靠性在95-99%左右，另外RTK比靜態(tài)GPS還多出諸如數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)瘸鲥e的機會，因此和GPS靜態(tài)測量相比，RTK測量更容易發(fā)生錯誤，這就要求我們必須進行質(zhì)量控制，根據(jù)我們的研究的試驗，較為有效的方法有以下幾種：

1、已知點比較法：作為RTK 測量起算數(shù)據(jù)的高級控制網(wǎng)，一般用GPS靜態(tài)獲得，具有很高的可靠性。為檢核坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)、已知數(shù)據(jù)輸入及RTK 測量各種過程的正確性，可以通過將已知點納入到測量鏈中的方式進行檢查，這是一種十分有效的方法，可在任何情況下時使用。

2、重合點比較法：每次初始化成功后，或測量2-4h左右應重合1-2個已測過的RTK 點，以此來檢查基站設(shè)置的正確性和測量鏈過長后可能產(chǎn)生的點位坐標漂移誤差，這種方法可以在首站完成后的設(shè)站時使用。

3、雙基站檢測法：在測區(qū)內(nèi)同時建立兩個以上基準站，每個基準站采用不同的頻率發(fā)送改正數(shù)據(jù)，流動站用變頻開關(guān)選擇性地分別接收每個基準站的改正數(shù)據(jù)，從而得到兩個以上解算結(jié)果，比較這些結(jié)果就可檢驗其質(zhì)量狀況。這種方法的變通是在不同時段兩次架站，但缺點是工作效率較低，所以使用不多。

4、已知基線長度測量檢驗。在使用獨立坐標系統(tǒng)的測區(qū)，往往缺少已知數(shù)據(jù)，在此情況下，可對已知基線的兩端進行坐標測定，以解算邊長與理論邊長進行比較，這也從一定程度上對RTK 成果進行了檢核。

四、結(jié)束語

精度是一切測量工作的基礎(chǔ)，測繪工作者不僅要依據(jù)精度要求制定作業(yè)方法，選定測量儀器，而且還要在測量工作完成后評價成果的精度水平。目前測繪儀器技術(shù)的發(fā)展大大提高了測量所能達到的精度水平。但是對于精度問題的研究始終是測繪工作者關(guān)心的問題。

參考文獻：

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輯中在9s內(nèi)若有25%的燃燒器退出，則引發(fā)MFT。在此回路中，既考慮了高負荷（電負荷>80%）下爐膛滅火的提前量，又考慮了特殊情況下的穩(wěn)定燃燒（例如RB）。經(jīng)過實際檢驗，起到了很好的作用。

3.3關(guān)于MFT出口信號的問題

由于MFT的軟邏輯和硬繼電器兩套回路互相冗余，所以當MFT條件出現(xiàn)時軟件會送出相應的信號來停掉相關(guān)的設(shè)備，同時MFT繼電器也會向這些設(shè)備中的絕大部分送出一個硬接線信號來停掉它們。例如，MFT發(fā)生時邏輯會通過相應的模塊輸出信號來關(guān)閉油母管跳閘閥，同時MFT接點也會送出信號來直接關(guān)閉該跳閘閥。在實際設(shè)計中，軟回路和硬回路動作的設(shè)備并不完全重合。例如，MFT停汽機硬MFT繼電器回路有輸出信號，而軟MFT邏輯邏輯回路就沒有單獨的信號線到大機ETS柜。這樣當這唯一的一路信號發(fā)生問題時就不能及時停機。為此對以下重要設(shè)備增加了軟回路（DCS柜DO卡件輸出）和硬MFT繼電器回路（從MFT繼電器柜端子排輸出）雙接線：MFT跳大機（至大機ETS柜）、MFT停A/B給水泵（至A/B小機MEH柜）、MFT停吹灰（至吹灰柜）、MFT跳發(fā)電機（至發(fā)電機保護屏A/B屏）。

3.4泄漏試驗旁路MFT功能的實現(xiàn)

在鍋爐點火前應進行燃油系統(tǒng)的泄漏試驗，且泄漏試驗應在MFT未復歸的前提下進行。當MFT發(fā)生后，為可靠地切斷進入爐膛的燃料，MFT軟回路和硬繼電器控制回路將同時強制關(guān)閉點火油及啟動油進油快關(guān)閥、油壓調(diào)節(jié)閥、回油電動閥、泄漏試驗閥，直至MFT條件消失，MFT信號復歸。而進行燃油系統(tǒng)的泄漏試驗時必須打開以上閥門，對爐前油管道進行充油。為了解決以上矛盾，在DCS系統(tǒng)CRT畫面上用軟件做了一個油泄漏試驗旁路MFT信號軟按鈕，用以旁路MFT軟硬回路的強關(guān)點火油及啟動油進油快關(guān)閥、油壓調(diào)節(jié)閥、回油電動閥、泄漏試驗閥的信號。

3.5 熱控電源喪失報警及其切換的問題

鑒于熱控設(shè)備的重要性，一般情況下熱控設(shè)備均設(shè)計有2路互為備用的電源回路。當其中一路電源失去時，自動切換到備用電源，此時可以保證設(shè)備的安全運行。為了對熱控設(shè)備的電源有效地進行監(jiān)視，在DCS畫面中增加了一幅熱控設(shè)備電源監(jiān)視專用畫面，當兩路電源中有一路電源失去時，軟光子牌報警，提醒熱控人員及時檢查處理；當兩路電源均失去時，DCS系統(tǒng)發(fā)出語音報警，提醒運行人員采取緊急措施。具體報警內(nèi)容包括：DCS系統(tǒng)電源柜失去報警、FSSS火檢柜電源失去報警、DCS系統(tǒng)各個CP柜電源失去報警、空預器火災報警柜電源失去報警、空預器間隙調(diào)整柜電源失去報警、吹灰系統(tǒng)控制柜電源失去報警、熱控就地執(zhí)行器電源失去報警、ETS柜電源失去報警、大小機TSI柜電源失去報警、DEH柜電源失去報警、MEH柜電源失去報警等。

4結(jié)束語

現(xiàn)代飛速發(fā)展的工業(yè)，能源需求愈來愈大，電能已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。隨著電力工業(yè)迅速發(fā)展，大電網(wǎng)、高參數(shù)、大機組、高度自動化已成為電力工業(yè)的基本特征，火電機組的單機容量不斷增大，600MW 機組已逐漸成為新建電廠的主力機組。鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS主要承擔了機組鍋爐保護和燃燒器管理的任務，其系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量必須可靠，控制系統(tǒng)的設(shè)計思想應該先進、完善，軟件邏輯設(shè)計正確、合理。只有做到這一點，才能完全消除可能出現(xiàn)的拒動和誤動，保證600MW火電機組的安全穩(wěn)定的運行。

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