RTK的工作原理是將一臺接收機置於基準站上，另一臺或幾臺接收機置於載體（稱為流動站）上，基準站和流動站同時接收同一時間、同一GPS衛星發射的信號，基準站實時地將測量的載波相位觀測值、偽距觀測值、基準站坐標等用無線電傳送給運動中的流動站，而流動站通過無線電接收基準站所發射的信息，將載波相位觀測值實時進行差分處理，得到基準站和流動站基線向量（ΔX，ΔY，ΔZ）；基線向量加上基準站坐標得到流動站每個點WGS84坐標，通過坐標轉換參數轉換得出流動站每個點的平面坐標x，y和正常高h。
基準站與流動站之間的聯繫，即由基準站計算出的改正數發送到流動站的手段是靠數據鏈完成的。單基站RTK數據鏈由數據機和電臺組成。數據機（Modem）是將改正數進行編碼和調製、然後輸入到電臺上發射出去。流動站將其接收下來，並將數據解調後，送入GPS接收進行改正。電臺是將調製後的數據變成強大的電磁波輻射出去，能在作用範圍內提供足夠的信號強度，使流動站能可靠地接收，發射頻率和輻射功率的選擇是數據鏈的重要問題，它視作用距離而定。網絡RTK是在數據中心使用數據機，通過GSM撥號或者GPRS無線上網獲取的網絡RTK改正數據。通過GSM或者GPRS只要作用區內有GSM或者GPRS信號，流動站用戶就可以進行定位。
用戶站發送和接收的差分改正、原始觀測數據、位置等信息可採用多種通信方式傳輸。RTK地面通信鏈依賴於業餘無線電，蜂窩通信網絡、數字集群系統，甚至網絡技術等。傳輸速度由30bit/s到2Mbit/s不等。實時觀測數據和差分改正信息的數據傳輸格式由美國航海無線電技術委員會（RTCM）定義。
在衛星定位靜態測量數據處理中，主要任務是求解基線向量。因此它的計算程序是：利用三差求解出近似的基線長度，再利用浮動雙差法求解出相位模糊度和基線矢量。將求得的相位模糊度湊整後，進行固定雙差的計算，最後求解出精密的基線向量。
但在衛星定位動態應用中，RTK數據處理是基準站和流動站之間的單基線處理過程，採用基準站和流動站的載波相位觀測值的差分組合載波相位，將動態的流動站未知坐標作為隨機的未知參數，載波相位的整周模糊度作為非隨機的未知參數解算。RTK數據處理要求的不是基線向量，而是流動站所在的實時位置。
載波相位差分，可使實時三維定位精度達到釐米級。載波相位差分技術是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。載波相位差分方法分為兩類：一類是修正法，另一類是差分法。所謂修正法，即將基準站的載波相位修正值發送給用戶，改正用戶接收到的載波相位，再解求坐標。所謂差分法即是將基準站採集的載波相位發送給用戶，進行求差解算坐標。可見修正法屬準RTK，差分法為真正RTK。
計算過程如下：
（1）在初始化階段，靜態觀測若干曆元。曆元數目的多少取決於流動站到基準站的距離。在數據處理中，重複靜態觀測的程序，求出相位模糊度，並加以確認此相位模糊度正確無誤。
（2）將求出的相位模糊度代入雙差方程中，雙差方程中只包括ΔX、ΔY、ΔZ三個位置分量。此時，只要觀測3顆衛星，就可進行求解。這樣，在實際作業中，觀測4～6顆衛星、就可實時準確無誤地求解ΔX、ΔY、ΔZ。
（3）將基準站的地心坐標Xb、Yb、Zb輸出，就可求得流動站的地心坐標。
（4）將當地坐標系與地心坐標的轉換參數輸出，就可得到當地坐標系的直角坐標。
內容主要來源：《GPS RTK測量技術實用手冊》（張冠軍 張志剛 於華編著，人民交通出版社）
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