RTK测量检验与分析

RTK测量检验与分析（精选10篇）

RTK测量检验与分析 篇1

实时动态测量技术, 是在GPS测量技术与数据传输技术的基础上, 结合两者的优势开发的新的测量技术, 是以载波相位观测为根据的实时差分GPS测量技术, 是GPS测量技术发展中的一个新的突破, 具有定点速度快、误差不积累、节省人力、作业效率高、不受通视条件限制等优点, 在城市测量中越来越得到广泛的应用, 本人就工作中某项实例对RTK测量的实际应用与优势给予阐述。

1 RTK测量技术的概述

1.1 RTK技术的原理

RTK是一种GPS测量技术, 是建立在载波相位观测量的基础上的实时差分, 能够提供测点在制定坐标中的三维定位, 同时可以将测试的结构精确到厘米级。在GSP理论的基础上, 实现同步采集基准站和流动站的卫星信号, 基准站在进行信号接收的同时, 在数据链的帮助下将基本的信息数据传送给移动站, 主要包括载波相位的观测值以及基准站的坐标。移动站在接收到信息以后, 利用控制器内的数据处理软件的作用下, 实现对数据的分析和观测, 实现对数据的实时处理, 进而得到基准站和流动站的基准向量, 最后在三维坐标的帮助下, 得到观测点的坐标而后高程。

可见, RTK技术的关键在于数据处理和数据传输技术, 在基准站接收到载波相位观测值以后, 传送给流动站, 除了对这些数据进行接收以外, 还需要对GPS的数据进行采集, 然后在系统内对差分观测值进行实时的处理, 最后得到定位的坐标, 此坐标很高的精确度和准确性。

1.2 RTK技术的优势

与传统的测绘技术相比, RTK具有明显的优势, 对提高测绘质量起了重要的作用, 其优势主要有以下几个方面:

1.2.1 测量工作更加灵活。

通过利用RTK技术进行矿山地质测量工作不用经过通视, 提高了选点的灵活性, 使测量工作更加方便, 这样就极大的减少了搬站的次数, 提高了工作的效率, 极大的减少了投入的人力, 更加缩短的测量工作的时间。可见, 该项技术的使用, 极大的提高了工作的灵活性和有效性。

1.2.2 定位精度高。

该项技术对测量结果控制在厘米级, 这就很大程度的提高了定位的精确度和准确性, 同时每一个观测点都是独立的, 相互不会产生干扰, 进而避免了误差的积累和传递, 更加保证了测量工作的准确度。

1.2.3 提高了观测的效率。

利用动态测量技术实现了对观测点的有效测量, 速度快时间短, 从而提高了测量的效率。一般情况下, 对于每一个流动站的测试都在五秒左右, 大大的压缩了观测的时间。

1.2.4 提供三维坐标。

在该技术的指导下, 对于测量结果是以三维坐标的形式呈现的, 不仅提高了精度而且还使结果更加直观明显。特别是在通过坐标对测图的范围进行规定的情况下, 可以清晰的了解测量点与边界的距离, 可以更加方便对前进的方向进行指示, 便于测量工作的开展。

1.2.5 测量呈现出自动化。

借助动态测量技术的矿山地质测量提高了工作的自动化程度, 便于操作, 极大的节约了人力物力和财力的投入, 同时降低了劳动的强度。

1.2.6 受天气等自然环境的影响小。

在RTK技术的支持下, 矿山地质测量工作可以进行全天候的作业, 基本不受到天气的影响, 即使在恶劣的天气下, 也可以进行工作, 这样保证了测量的精度、速度和可靠性。同时在RTK测量技术的应用中, 要注意以下几点:作业之前先对作业区域的地理环境进行调查和研究, 并做好预报, 在受到卫星情况和无线电传输约束时, 需要利用常规的测量方法, 其次要选定合理的基准站, 保证图形的强度和数据的传输, 确保数据的可靠性和精度。另外, 要对检测结果进行复核, 加强对已知点的检测, 防止出现差错。

2 RTK测量技术在城市测量中的应用

2.1 工程概况

某污水厂配套管网工程拟进行施工图阶段设计, 根据设计下达的测量任务要求, 要求测绘线路两侧各30m的1∶500带状地形图4.5km;沿线路布设四等水准6km左右;测量现状4个排水渠的渠底标高及坐标。测区内主要有南油的办公及生活区, 坡头区的政府办公及生活区灯塔公园及坡头区一中, 建筑物密集, 通视比较困难。线路的后半部分约1km为养殖水体, 田埂、水网、塘渠纵横交错, 地势平坦, 通视条件较好。

2.2 图根测量

2.2.1 RTK控制点平面坐标测量时, 流动站采集卫星观测数据, 并通过

数据链接收来自参考站的数据, 在系统内组成差分观测值进行实时处理, 通过坐标转换方法将观测得到的地心坐标转换为指定坐标系中的平面坐标。

2.2.2 在获取测区坐标系统转换参数时, 可以直接利用已知的参数。

在没有已知转换参数时, 可以自己求解。求解转换参数时, 应采用不少于3点的高等级起算点两套坐标系成果, 所选起算点应分布均匀, 且能控制整个测区。转换时应根据测区范围及具体情况, 对起算点进行可靠性检验, 采用合理的数学模型, 进行多种点组合方式分别计算和优选。

2.3 地形图测量

利用全站仪和RTK进行野外数据采集, 室内数字化成图。测绘要点与细则:

2.3.1 野外采集的数据应进行检查, 删除错误数据, 及时补测错漏数据, 超限的数据应重测, 数据文件应及时存盘, 并做备份。

2.3.2 全站仪碎部点测量, 要求符合下列要求:

(1) 测点时, 最大测距长度地物点300m, 地形点应在400m以内。 (2) 仪器的设置及测站的检查, 应符合下列要求:仪器对中的偏差, 不应大于图上5mm;以较远一点标定方向, 另一点进行检核, 其检核点的平面位置偏差不应大于图上0.2mm;检查另一测站的高程, 其较差基本上不应大于等高距的1/5。

2.4 精度分析

2.4.1 作业速度快, 可以实时测定测站坐标。

RTK测量技术的主要优点是实时性, 能在瞬间求定测站的三维坐标, 不需要通过后处理数据, 就能知道测量位置坐标和精度, 这一优势在图根施测作业中体现更为明显。

2.4.2 生产组织更为灵活。

因基准站与流动站之间依靠数据链联系, 所以只要电台功率足够, 电波发射范围就是实际作业范围。各流动站独立作业, 可采用一个基准站配一个或多个流动站的作业组织形式。

2.4.3 内业计算工作量小, 资料整理便捷, 可实现任意分批提供资料, 缩短工序作业周期。

RTK测量技术作业以点为单位, 不存在GPS快速静态作业模式下的分区问题, 独立点的坐标成果可以独立提供, 也使内业工作组织更加灵活。

2.4.4 点位精度均匀稳定, 整体精度连续性强。

在快速静态作业高程拟合计算时, 因起算点、计算方案和拟合分区的不同, 有可能出现拟合结果精度不稳定的现象。而RTK作业中对于同一套己知点求定的转换参数, 实时测定同组巨星差分结果, 精度是均匀的。

结束语

综上所述, GPSRTK测量在城市测量中具有广泛的应用前景, 取得了一定的成效, 但是由于各个方面的因素, 其发展受到一定的限制, 在以后的工作中还需要对其进行改进和技术创新。

参考文献

[1]周忠谟, 易杰军, 周琪.GPS卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社, 2004.[1]周忠谟, 易杰军, 周琪.GPS卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社, 2004.

[2]北京市测绘设计研究院.城市测量规范CJJ8─1999[S].北京:中国建筑工业出版社, 2009.[2]北京市测绘设计研究院.城市测量规范CJJ8─1999[S].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[3]国家测绘局测绘标准化研究所.GB/T18314─2009全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].北京:中国标准出版社, 2009.[3]国家测绘局测绘标准化研究所.GB/T18314─2009全球定位系统 (GPS) 测量规范[S].北京:中国标准出版社, 2009.

RTK测量检验与分析 篇2

【关键词】RTK技术；土地测量；应用

土地测量是现阶段我国土地管理中非常重要的一项作业，只有通过测量才能够对土地的权属等进行确认。但是由于土地测量中碎部点的数量较多，随着对土地测量精度要求的不断提高，采用传统的测量手段难以满足人们日益增长的需求，且测量作业效率低。RTK技术是现阶段应用较多的一种测量技术，能够实现对土地信息的动态测量，且测量精度能够达到厘米级。

1、RTK技术简介

RTK技术是载波相位差分技术的简称，能够为用户提供实时三维坐标信息，其测量精度能够得到厘米级。该作业模式下，基准站将其采集到的各项数据信息传送到流动站，在流动站将观测数据值跟GPS观测数据值进行组合，获得差分观测值。通常情况下RTK主要有卫星信号接收系统、数据传输系统和软件解算系统三个部分构成，其中卫星接收系统中将GPS接收机分别安放到基准站和流动站上，确保系统中的采样频率和流动站的采样频率一致。RTK在计算过程中将误差分成不同的类型，并且给每种误差定义一种模型，将不同类型误差分别发送给用户进行修正，从而提高整个系统的定位精度。通常情况下差分技术中将系统中存在的误差分为星历误差、大气延时误差以及卫星钟差三个不同的类型，定位时数据处理中心分别计算这三项误差的大小，从而为用户进行准确的定位。

2、RTK技术在土地测量中应用的必要性

现阶段我国土地测量的主要工作包括地籍测量、勘测定界和土地违法测量等，采用RTK技术进行土地测量，跟传统的手工测量方法相比，具有如下几个方面的优势：

（1）测量过程中用户能够充分利用国家大地坐标系，减少传统土地测量中所需要的控制点的数量和流动站搬站的次数，能够有效的提高测量的效率，降低测量人员的劳动强度和各种费用的支出。

（2）采用RTK技术对光学通视的要求较低，只要测量过程中满足电磁波通视即可进行相应的测量工作。所以RTK技术在进行土地测量过程中无需考虑天气和气候等因素的影响，能够实现24h不间断作业，降低了环境因素对测量进度和精度的影响。

（3）RTK技术能够将测量精度控制在厘米级，有效的降低了传统测量过程中人为因素对测量结果的影响。并且具有较高的数据安全性，各项测量误差不会积累。

（4）RTK技术在测量过程中不需要架设专门的基准站，用户只需配备一个接收机即可完成相应的测量工作，且操作方便，测量效率高。同时RTK具有较强的数据处理能力，用户可以边走边获得测量结果。

3、RTK技术在土地测量中的应用

RTK技术是测绘技术发展的必然结果和趋势，具有传统测量技术无法比拟的优势，下面我们就RTK技术在土地测量中的一些应用进行介绍。

（1）地籍测量

地籍测量是土地管理的主要内容之一，其目的是获得精确的土地位置、大小以及坐标等，为土地的管理和其它活动的进行提供必要的参考信息。通常情况下，按照地籍测量的复杂程度可以将地籍测量分成简单界址点测量和复杂界址点地籍测量两种，前者测量过程中无较大障碍物阻挡RTK信号，可直接进行测量；后者由于界址点处的高楼对GPS信号的影响较大，通常需要在要测量范围的周围寻找GPS信号，测量图根点数据信息，然后再采用传统的测绘技术，对地物碎部测量。

（2）土地勘测定界

土地勘测定界的目的是确定土地的界限，为土地后续的征用、转让或者开发等工作做好铺垫。土地勘测定界的进行能够为建设用地的合理审批以及审查提供重要的参考资料和数据，特别是在现阶段，土地资源日益短缺，土地勘测定界在土地管理中的地位越来越重要。如果测量过程中还采用传统的手工测量方法，土地测量的精确性较低，且测量时间较长，难度较大。RTK技术利用国家大地坐标系，能够实现对测量范围内土地界限的快速定位，有效的节省测量成本和时间。

（3）土地违法治理中的应用

由于土地使用成本较高，现阶段我国违法占地和违法用地的现象非常多，特别是一些中小型企业，为了谋求较高的经济利益，往往不经过有关部门的批准，擅自改变土地的用途。同时在我国广大农村，农民不断扩大其宅基地，出现了违法占地现象。如果采用传统的人工测量方法，不能够及时发现这些违法现象，也不能够及时惩处这些违法行为。RTK技术利用先进的测量仪器，能够快速完成对土地的测量工作，为土地执法工作的进行提供准确的数据支持，提高土地执法的效率。

（4）大比例尺地图绘制

地图是进行各种土地规划和开采过程中的重要依据，传统地图绘制过程中需要建立相应的控制网，然后根据要测量土地的具体情况完成对土地碎部的测量，工作量非常大，导致测量过程中需要花费大量的时间，不能及时获得土地的地图信息。与此同时技术规范中对测量得到的图形以及边长有一定的要求，外业施测过程中工作人员不能够及时检测测量是否达到了技术要求，需测量完成后回到办公室进行误差处理，如果误差超过了技术要求范围就要进行重新测量。RTK技术将测量范围扩大到了50-70km，且能够保证测量精度。测量过程中用户仅需在每个碎部上停留几秒，就能够完成对该碎部处坐标的测量，节省了大量的测量时间，也减轻了外业测量过程中工作人员的劳动强度。

结论

RTK技术是目前比较先进的测绘技术，改变了传统土地测量方式和方法，在土地测量中得到了越来越多的应用。随着网络技术的发展，RTK技术也逐步实现了网络化，具有较高的数据测量精度和效率，能够快速完成对土地信息的测量，在土地勘测定界、地籍管理和土地违法治理中受到了人们广泛的关注，为测量工作的进行创造了较高的经济效益。随着科技的不断发展，RTK技术也会日益完善，在土地测量中具有更加广阔的应用前景。

参考文献

[1]陈俊勇.建设我国现代大地测量基准的思考[J].武汉大学学报（信息科学版），2003，28 （5）：l-6.

[2]王红闯，程连柱.CORS技术在城市勘测中的应用.信息技术，2009，3：14-16

[3]宋雷，宋黎民.CORS原理及道路工程测量应用分析[J].山东交通学院学报，2012年9月第20卷第3期

[4]朱照荣.城市GPS应用及发展趋势探讨[J].北京测绘，2002年03期：27-29

RTK测量检验与分析 篇3

1 RTK误差源分析

RTK(Real Time Kinematic)技术是以载波相位观测量为根据的时动态差分GPS卫星测量技术。RTK定位点坐标测量是通过GPS接收机接收卫星发来的信息和接收基准站的差分信息确定地面点的三维坐标,如图1所示。

它的作业模式要求在已知点上设基准站架设GPS接收机,将其观测采集到的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上 ,再通过基准站电台将这一调制波和测站坐标信息一并发射给流动站。由此可知,由于RTK作业距离较长,基准站误差是RTK的主要误差来源之一。

因此RTK定位测量的主要误差来源见表1。

2 RTK基准站相关的误差影响特性分析

2.1 基准站已知坐标误差

基准站点位精度取决于拟合残差的大小,是RTK点位的一项重要系统误差来源。根据我国现代公路控制网测设精度标准,以及GPS相对静态定位和全站仪等技术先进可靠、精度高的测量技术。已有四等网和城市一、二级控制网的精度状况,优则在±1cm以内,差的达±5cm左右。如果作业前做了相容检验和剔除,则拟合残差可望控制在±3cm以内。

2.2 地球曲率的影响

若基准站位于3°带或6°带分界子午线附近、或测区的平均高程较大时,投影变形较大。

当基准站与流动站距离d=15km时,

由此可见,地球曲率的影响相对误差为1∶50万。当距离在15km以上时,可以考虑曲率影响。

2.3 基准站载波修改值误差

采用载波相位修正法进行RTK定位,利用卫星星历计算出卫星的位置与已知基准站的精确坐标来计算出卫星至基准站的真实距离(精确),进而可求出伪距载波相位改正数。基准站再将载波相位改正数通过数据链发送给流动观测站,以修正其载波相位,求解出流动站精确位置坐标。载波相位改正数一般采用逼近法解算,其数学模型如下:

设在基准站观测第k个GPS卫星,求得伪距为:

式中:Rkb为基准站到第k个卫星的真实距离,可由基准站坐标和卫星的星历求得;δtb为基准站的接收机时钟偏差;δtkb为第k个卫星钟的时钟偏差;δρkb为第k个卫星的星历误差引起的伪距误差;δρkb1为电离层效应;δρkb2为对流层效应。

利用卫星星历计算出卫星的位置与已知基准站的精确坐标来计算出卫星至基准站的真实距离Rkb,这样可求出载波相位伪距改正数:

如果用Δρkb对流动观测站载波相位伪距进行修正,则

考虑限制RTK定位基准站与流动站距离小于10km,受卫星星历、电离层和对流层延迟等影响大至相同。则

式中:Δδρ=c(δtv-δtkv)包含同一观测历元的各项残差

Nkv 0———起始相位整周数(整周模糊度)

Intkv(φ)———为从起始历元始至观测历元间的相位整周变化数

Δφkv———测量相位的尾数(小数部分)

将式(6)代入整理的差分模型如下:

分析式(7)可知,Rkb为基准站到卫星的真实距离,由卫星星历与基准站的坐标精确求解。Δδρ观测历元的各项残差设为未知数,与待定点坐标一并求解。由分析测试报告可知,在每个历元之间的Δδρ基本保持不变,在求解过程中可以视为常数;起始历元始至观测历元间的相位整周变化数Intkv(φ)和不足整周的相位尾数可以由接收机精确测定,GPS接收机采用的晶体振荡器稳定度仅为l0-7,但仍能保证达到10-9的精度。所以这一项在第i个历元和第i+1个历元间基本不变。求解此方程最关键的问题是如何求解初始相位整周模糊度。在整周数确定后,任一历元输出的观测基线精度(瞬时天线相位中心相对于参考站)将优于(10mm±1ppm·D)。

基准站初始相位整周模糊度确定最常用的方法有:①静态相对定位法;②已知基线法;③交换天线法。在基准站上,观测条件较好,受外界环境干扰小,相对观测时间较长,假设观测是不间断的,且点位精确的位置是已知,相当于长时间静态观测,所以整周模糊度的解算很精确。采用以上方法一般能较好的固定为整数。

但是RTK线路测量如果仍旧采用固定基准站,移动站与基准站的距离将会变得很长,由此将会产生两个问题,一是随着基线的增长,一但卫星失锁,求解载波相位测量整周模糊度的时间将会增长,而且精度也会降低;二是相对观测时间较短,观测时间小于2min,法方程条件数较小。基线向量及模糊度的浮点解与准确值的差距较大[4],基线向量浮点解与准确值差值的模最大达0.5m;观测时间大于10min,基线向量浮点解与准确值差值的模可能减小至5cm。

流动观测站初始相位整周模糊度确定最常用的方法有OTF法,即on the—fly(运动中解算整周模糊度), 其中常用的搜索方法有三种[12,13]:① 消去法;② 模糊度函数法;③整周末知数快速逼近(FARA)法。目前,大多数接收机以FARA方法作为RTK技术基础。采用双频接收机RTK定位,如果在测量中保持卫星不失锁,大多数情况下,初始整周未知数固定为整数的概率可达到90%。图2给出初始化的时间、星数和可靠性的关系。

2.4 基准站载波相位误差

采用载波相位差分法进行RTK定位,就是将基准站采集的载波相位通过数据链直接发送给流动观测站,流动站静态观测若干历元初始化后,求解其相位模糊度。进行求差解出流动站精确位置坐标。载波相位解算坐标一般采用求差法,通过单差方程求解中消去卫星钟差影响;双差方程求解消接收机的钟差求解;三差方程求解解决整周相位模糊度确定问题。

在静态测量数据处理中,主要任务是求解基线矢量。因此它的计算程序是利用三差求解出近似的基线长度,再利用浮动双差法求解出相位模糊度和基线矢量。将求得的相位模糊度凑整后,进行固定双差的计算,最后求解出精密的基线矢量。

但在动态应用中,不是求解基线矢量,而是求解流动站所在的实时坐标。它的计算程序如下:

(1)在初始化阶段,流动站接收机静态观测若干历元。在数据处理中,重复采用静态观测的计算程序,求出相位模糊度度,并加以确认此相位模糊度正确无误。

(2)将求出的相位模糊度代入式双差方程中,双差方程中只包括与三个位置分量(ΔX ΔY ΔZ)相关的相位尾数。此时,只要观测4~6颗卫星,就可实时准确无误地求解(ΔX ΔY ΔZ)。

(3)根据基准站的地心坐标(XbYbZb),计算流动站的地心坐标:

(4)将地心坐标转换为参心坐标系坐标输出:

从以上程序可看出,载波相位差分法进行RTK定位, 只采用单差和双差虚拟相位观测值求解算待定点坐标,因此,仅仅能消弱卫星和接收机的钟差。关键仍然是求解初始整周模糊度。整周模糊度确定的影响性质同上。

3 RTK线路测量的对策

由于RTK线路测量作业距离较长,针对RTK线路测量基准站相关的误差影响特性,特提出减小基准站相关误差对RTK线路测量影响的措施如下:

(1)在线路测量工程中采用附合双绞线型RTK线路测量控制网布设方案,保证得到平面和高程要求的精确度水平和数据的一致性、可靠性。

双绞控制网点实测短基线除保证控制点横向误差积累外,可提供线路RTK实时动态测量检核、提高初始化的可靠性和效率。

(2)基准站应架设在控制点或已知点, 确保最佳观测窗口。当基准站与流动站距离d>15km时应顾及基准站距离的归算、归化改正问题,使投影变形满足工程要求,以避免不同基准站断面测量时,点距与实际距离的不符以及计算断面点、地形点水平距离时偏差过大等。

(3)选择高精度、可靠稳定的初始整周未知数固定搜索算法, RTK定位作业中尽量保持卫星不失锁。

(4)基准站已知坐标做相容性检验和剔除。尽量提高基准站已知坐标的精度和可靠性。

(5)坐标转换使用七参数

线路测量要使用七参数,保证线型垮大区域坐标转换精度。参考站接收机和流动站接收机必须使用相同转换参数。

坐标转换参数的检验拟通过室内检验和室外实际检验相结合的方式进行检验。通过室内检验确定七参数求取的准确性。进行室外实际检验。室外实际检验以一个控制点为基准站,RTK实时动态测量检验其他控制点,最终确定七参数的正确性、可靠性。

(6)流动站在测量作业前,必须先在双绞控制网点上检核后进行施工测量。

RTK实时差分测量在下列三种情况之一时,

①每日施工前;

②基准站迁移到新的控制点;

③接收机或控制器内的数据或参数更新后。

应复测1个或检测1个以上已知点后才能进行施工,检核点总数不少于总测量点数的5%。线路测量检核限差应根据实际情况而定。

(7)在原有GPS控制点不能满足中线纵断面测量的前提下,可以使用快速静态技术或RTK技术加密控制点,坐标转换参数同原控制网的转换参数。使用RTK技术加密控制点只能加密一次,即从GPS静态技术所测控制点上向外可以加密一次,该加密点作为参考站使用。施测加密点时须测2次,2次互差不得大于仪器标称限差。

(8)利用移动基准站GPS载波相位差分技术,实现可变基线条件下整周模糊度的快速解算是该技术的关键。在GPS载波相位技术进行动态测量时,将基准站也设置在相对运动载体上,而解求出动态用户相对于基准站的相对位置,减小了基准站与移动站之间距离。

4 展望

RTK技术应用于线路测量中线纵断面测量、横断面测量、带状地形图测量等,比常规测量技术有明显优势。例如中线纵、横断面测量都需要在现场确定中线的位置,因此,怎样确定中线位置很重要。RTK确定中线位置,可以先使用RTK测出设计中线的折点坐标,依据中线折点坐标,RTK可以自动显示接收机到中线的距离,据此可以在现场确定中线的位置,工作效率和自动化程度都有很大提高。

网络RTK,是近年来在常规RTK和差分GPS的基础上建立起来的一种新技术。网络RTK是由基准站网,数据处理中心和数据通信线路组成的。基准站与数据处理中心间的数据通信可采用数据网DON或无线通信等方法进行。流动站和数据处理中心间的双向数据通信则可通过移动电话GSM等方式进行。基准站应按规定的采样率进行连续观测,并通过数据通信链实时将观测资料传送给数据处理中心。数据处理中心根据流动站送来的近似坐标判断出该站位于由哪三个基准站所组成的三角形内。然后根据这三个基准站的观测资料求出流动站处所受到的系统误差,并播发给流动用户来进行修正以获得精确的结果。基于网络技术的RTK全球差分GPS系统(GDGPS)已投入使用。据称,届时单机实时定位的精度,平面优于10cm,高程优于20cm。网络RTK新技术可以很好地解决长距离线路测量中精化电离层模型、对流层模型,削弱各种误差影响。RTK线路测量将会更方便、更精确、更灵活、更可靠。GPS卫星实时定位技术的发展,必将进一步推动RTK技术在线路测量中应用。

摘要：本文从RTK技术特点出发,分析了RTK线路测量误差来源。详细探讨与基准站有关的误差影响特征与规律,分析了基准站已知坐标误差、载波相位及载波修改值误差影响特性。最后,提出了相应的技术措施与对策,展望了的RTK线路测量技术发展的未来。

关键词：线路测量,GPS,RTK,误差,基准站

参考文献

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[8]周立.GPS网约束平差基准可用性指标研究[J].测绘通报,1997,(8).

[9]周立.GPS-RTK流动站误差影响分析与对策[J].测绘工程,2006,(5)49~51.

RTK测量检验与分析 篇4

【关键词】网络RTK VRS 系统 工程测量 误差

【中图分类号】P25 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0251—02

一、网络RTK的介绍

网络RTK即network RTK。在某一区域内建立构成网状覆盖的多个GPS基准站，利用载波相位观测值，以这些基准站中的一个或多个为基准计算和发播GPS改正信息，对该区域内的用户进行实时改正定位。RTK定位技术是以载波相位观测值为依据的实时差分GPS技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在测绘、交通、能源、城市建设等领域有着广阔的应用前景。RTK系统由基准站、流动站和数据链组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测，流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接受基准站上的观测数据，流动站上的计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时检测待测点的数据观测质量和基线解算结果的熟练情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。

其实网络RTK的出现，要归功于现在高科技技术的发展，顾名思义它是一种网络，是一种集网络技术、计算机网络的管理、无线通讯网技术以及全球定位技术于一身的新型网络系统。

1.VRS技术（网络RTK的主要技术其实是VRS技术，VRS指的是虚拟参考站，它是Virtual Reference Stition的简称，与一般的RTK不同的是在VRS网络中，每个固定参考站不是直接对移动用户发送一些改正信息，它是把所有原始数据以数据通讯的形式发送给控制中心，与此同时，移动用户工作前，要先利用GPS短信功能给控制中心发个概略坐标，当控制中心接收到这个地方的信息之后，依照用户所在的位置，有电脑自行选择最好的一组固定的基准站，再依照这些站传送来的信息，将GPS轨道的误差、对流层和电离层以及由于大气折射从而引起的误差将被整体改正，把精度高的差分信号转发送给移动站，这样就解决了RTK在作业距离的限制性问题，并且可PAR证测量结果的高精度。

2.VRS系统

VRS系统有三部分构成：

（1）固定站（连续运作的参考站）

固定站是既定的GPRS接收系统，它存在于整个网络，网络里能容纳无数个站。通常情况下，每个站之间的距离能够达到七十公里，控制中心和固定站有着可以相连的通讯线，数据可以按时的传达发送到控制中心。

（2）流动站

GPS接受机又称流动站，与无线通讯调制解调器一起，接收机使用无线网络把自己最初的位置传送给控制中心，并且接收控制中心差分信号，从而生成力微米级的位置信息。

（3）控制中心

VRS系统的核心部分就是控制中心，控制中心不仅是整个系统的关键组成也是数据的处理中心，控制中心通过通讯线和每一个固定的参考站进行通讯，通过流动站与GRS、CDMA这样的无线网络通讯，把整个系统运行用计算机的实时系统给控制住。

二、网络RTK在实际工程测量的应用

网络RTK技术的产生，使得动态GPS外业的工作的效率及质量有了极大的提高，所以我们只可以通过运用无线网络控制中心，就可以获得精度很高并且可以定位的服务。

（1）虚拟参考站的初始化和建立

在户外的时候，打开GPS接收机，之后我们可以运用无线网络给控制中心传送此流动站概略坐标，当控制中心接收到这条信息后，会自行进行分析然后生成一个距离流动站从几米到十几米虚拟的参考站，这个参考站在传送给流动站TCRM的改正信息，在接到虚拟参考站传送的改正信息之后流动展会在很短的时间内完成初始化。

（2）有关网络RTK的数据采集

完成数据初始化后的流动站此时可以进行数据采集了。这个时候采集数据的形式与一般的RTK是相同的，如果流动站所在地方可以观测五颗以上的卫星，则网络RTK就可以正常工作，以此保证高精度。对于一般的RTK来说，网络RKT的优点就是不用考虑它和基准站之间的远近距离问题，因为全部来自控制中心。

（3）处理数据

网络RTK处理数据的方法与一般RTK处理数据的方法是相同的，首先，把测到的数据下载到计算机中，然后把数据进行转换，换成数据处理软件相应的格式，比如（.dat）格式是CASS的软件要求。

（4）网络RTK在工程测量中的长处

相对一般的RTK来说，网络RTK的优势首先在于其效率很高，它不用用户建立基准站，这就大大省下了作业的时间，而在代状地形测绘图中网络RTK的此中有事就更为明显了，其次，网络RTK既可以采用多基准站模式，也可以采用单基站模式，这就体现了它的有一大优势：测量模式的多样性。一般的RTK只可以运用单基站模式，并且由于基准站和流动站之间通讯是直接进行的，所以就要求这两项的通讯设置必须相同，第三，覆盖面积更广也是网络RTK的优势所在，发送改正信息，相比常规的RTK来讲网络RTK受地势与地形的影响较小。

三、分析网络RTK由于测量出现的误差

误差，会对网络RTK与常规RTK都造成影响。误差包括：多路径误差、接收机残差和电离层延迟误差、卫星残差以及对流层延迟误差等，想要实现精度高的动态实时定位，此时就必须减小甚至消除上述所列误差。但是因为没中误差的影响因素都是各不相同的，所以采用措施的方法也是不一样的。

1.对流层延迟误差

对流层误差在穿越大气层的过程中中由于载波信号受到大气折射的作用而迫使载波的传播速度与传播路径发生改变而发生的，因为不稳定的对流层大气，所以十分难准确化对流层延迟误差，一般用来修改对流层延迟误差模型的有：博兰克模型和霍普菲尔德模型以及萨斯他莫宁模型。由于网络RTK里各个基准间距比较大，所以仍然存在对流层延迟误差的存在。

2.电离层延迟误差

电离层延迟误差，是由于空气的分子中的分子电离成为带有正负电荷的离子。载波信号在穿过电离层的过程中，由于受到离子的作用而使传播的路径和速度发生了改变。延迟误差的大小，取决于电子密度的大小，在网络RTK中，由于基准站间距较远，通过站间差分也不能完全消除电离层误差对观测量的影响。

通过电离层所具有的色散效应来建立改正模型；利用电离层的色散效应建立双频改正模型；利用若干个GPS基准站上的双频观测值来建立相应区域的电离层延迟改正模型。

3.多路径误差多路径误差是由于接收机接收到来自测站附近的反射物所反射的卫星信号与直接来自卫星的信号产生干涉，从而使观测值偏离了真值所产生的。多路径效应严重影响测量精度，为了减弱多路径效应的影响，在选择基准站站址时，应尽量选在平坦开阔的地方，仪器也应选择具有抑制多路径效应产生的抑经圈或者抑径板，同时延长观测时间。

四、网络RTK的误差评定标准：

系统外附合精度的评定

系统的外附合精度，是指利用测点的WGS-84坐标转换成相应的地方坐标系下的坐标后，与该坐标系下的该测点已知值相比较所得的结果。

五、结束语

综上所述，网络RTK在测量方面有很多优秀的方面，毋庸置疑，网络RTK的应用前景会越来越广泛，但是网络RTK也有很多的技术限制，而有关这方面的研究也会逐步加深，网络RTK技术更会越来越完善。

参考文献

[1]谢世杰，RTK的特点与误差分析[J]，测绘工程，2002，11.

RTK测量检验与分析 篇5

网络RTK就是在一定区域内建立多个 (一般为三个或三个以上) 参考站, 对该地区构成网状覆盖, 并以这些参考站中的一个或多个为基准, 计算和发播改正信息, 对该地区内的卫星定位用户进行实时改正的定位方式, 又称为多参考站RTK。与常规 (即单参考站) RTK相比, 该方法的主要优点为覆盖面广, 定位精度高, 可靠性高, 可实时提供厘米级定位。

网络RTK的基本思想是:在一定区域内, 多种系统误差, 如电离层延迟、对流层延迟和轨道误差等具有较强的相关性, 因此根据多个参考站的已知误差用一定的算法可以推算或消除该区域内任何一处流动站的未知误差, 此过程一般也是基于双差组合的, 然后再解算整周模糊度, 得到高精度的实时RTK定位结果。

2 网络RTK的基本原理

GPS参考站系统的RTK也就是我们通常所说的网络RTK。网络RTK是近年来在常规RTK和差分GPS的基础上发展起来的一种新技术。常规RTK是建立在流动站与参考站误差强相关这一假设的基础上的。当流动站离参考站较近 (例如不超过10km~15km) 时, 一般均能较好, 然而随着流动站和参考站间间距的增加, 这种误差相关性将变得越来越差。

网络RTK是由参考站网、数据处理中心和数据通信线路组成的。参考站上应配备双频全波长GPS接收机, 该接收机最好能同时提供精确的双频伪距观测值。参考站的站坐标应精确已知, 其坐标可采用长时间GPS静态相对定位等方法来确定。此外, 这些站还应配备数据通信设备及气象仪器等。参考站应按规定的采样率进行连续观测, 并通过数据通信链实时将观测资料传送给数据处理中心。数据处理中心根据流动站送来的近似坐标 (可根据伪距法单点定位求得) 判断出该站位于由哪三个参考站所组成的三角形内, 然后根据这三个参考站的观测资料求出流动站处所受到的系统误差, 并播发给流动用户来进行修正以获得精确的结果。必要时可将上述过程迭代一次。

3 网络RTK的几种技术

网络RTK技术依靠网络将参考站连接到计算中心, 联合若干参考站数据解算或消除电离层、对流层等影响, 以提高RTK定位可靠性和精度。通过对GPS天线、处理器等内部结构的改造以及对通讯手段的完善, 打破了电台传输有效范围小的限制。目前, 网络RTK根据技术类型及代表软件, 主要采用以下几种技术。

3.1 MAX技术

3.1.1 MAX技术原理

MAX是由瑞士徕卡测量系统有限公司基于“主辅站概念”推出的新一代参考站技术。MAX技术的基本概念就是从参考站网以高度压缩的形式, 将所有相关的、代表整周未知数水平的观测数据, 如弥散性的和非弥散性的差分改正数, 作为网络的改正数据播发给流动站。它是RTCM3.0版网络RTK信息的基础。

MAX技术的基本要求就是将参考站的相位距离简化为一个公共的整周未知数水平。如果相对于某一个卫星与接收机“对”而言, 相位距离的整周未知数已经被消去, 或被平差过, 那么当组成双差时, 整周未知数就被消除了, 此时, 我们就可以说两个参考站具有一个公共的整周未知数水平。网络处理软件的主要任务就是将网络中 (或子网络中) 所有参考站相位距离的整周未知数归算到一个公共的水平。一旦此项任务得以完成, 接着就有可能为每一对卫星—接收机, 以及每一个频率分别计算出弥散性的和非弥散性的误差。

3.1.2 MAX技术优势

徕卡MAX技术采用最新国际标准RTCMV3.0格式, 支持单向和双向通讯, 克服以前方法的缺点 (如误差模拟不完善, 仅仅使用三个最近的参考站的信息生成网络改正数据, 需要双向通讯, 数据量大且不标准等问题) , 将成为网络RTK的标准, 可以使用单向通讯, 为用户带来更大的好处。另外, 参考站和流动站设备的兼容性好。由于Spider进行全面的系统误差模拟, 无网的大小限制, 可用于全球、区域和地方应用, 没有网中台站的数量限制, 对流动用户的数量也不限制。

徕卡公司基于“主辅站概念”新一代参考站网软件采用最新国际标准, 软件结构灵活, 功能强大, 模块化设计, 可以为大型、小型、简单及复杂的参考站网的需要进行软件定制。它采用最新MAX专利技术的“主辅站方案”, 大大减少了数据负荷, 支持单向通讯, 主参考站不需要最近的站, 因此如主站出现问题, 另一个辅站可自动成为主站, 徕卡MAX技术提供的RTCMV3.0MAC网络数据是相对于真实的参考站, 而不是虚拟的。它是基于最新多站、多系统、多频 (L1, L2, L5) 和多信号非差处理算法, 采用著名的LAMBDA算法和SmartCheck技术及卡尔曼滤波方法进行严格实时平差的通用软件包, 提供真正的网解, 可用于计算参考站标准格式 (Leica, RTCMV2.X, CMR CMR+) 以及最新RTCMV3.0格式的改正数据, 支持单向和双向通讯, 支持多个CPU支持因特网网络RTK (NTRIP) 技术。

3.2 VRS技术研究

3.2.1 VRS系统组成及工作原理

VRS技术是通过与流动站相邻的几个参考站 (典型的是三个) 之间的基线计算各项误差, 采用一定的算法来消除或大幅削弱这些偏差项所造成的影响。数据处理中心根据流动站送来的近似坐标 (可据伪距法单点定位求得) 判断出该站位于由哪三个参考站所组成的三角形内141, 然后根据三角形插值方法建立一个对应于流动站点位的虚拟参考站 (VRS) , 将这个虚拟参考站的改正数信息传输给流动站, 流动站结合自身的观测值实时解算出流动站的精确点位, 有必要时可将上述过程迭代一次。

3.2.2 VRS技术在理论上的优势及不足

(1) 优势。

系统在DGPS、准实时定位及事后差分处理的服务半径上与单参考站没有任何差别, 但是在RTK作业半径方面应该可以得到较大距离的延伸。只要无线电通信或其他数据传输手段能够保证, 那么RTK的作业半径也有可能达到30km以上, 未来的潜力甚至可以更大。虚拟参考站技术的另一个显著优点就是它的成果的可靠性、信号可利用性和精度水平在系统的有效覆盖范围内大致均匀, 同离开最近参考站的距离没有明显的相关性。

(2) 不足。

其缺陷是电离层、对流层的影响只能借助改正模型来修正, 改正效果受外界影响较大;不能消除或者只能借助其他方法去消除轨道误差的影响。

摘要：本文基于笔者多年从事工程测量的相关工作经验, 以网络RTK在工程测量应用中的关键技术为研究对象, 从实践经验处罚, 结合笔者参考的大量文献, 对其中涉及的三项关键技术的原理, 优势和不足给出了分析评价, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：网络RTK,工程测量,VRS,FKP,MAX

参考文献

[1]张莉, 齐维君, 方爱平, 李明, 王三明.数字水准仪误差源及检定方法初探[J].测绘通报, 2005 (9) .

RTK测量检验与分析 篇6

GNSS-RTK技术凭借着测量精确度高、运速快、全天候、单站测量范围等等优势, 在测绘领域中得到了广泛应用。由于GNSS-RTK定位主要采用载波相位差分的方法, 一般可达到 (10mm+2×10-6D) 的精度, 做好其测量精度分析与质量控制具有现实意义。

2 GNSS-RTK技术作业原理及其测量精度分析

2.1 GNSS-RTK技术作业原理

GNSS-RTK是以载波相位观测为基础的实时动态测量技术, 主要组成部分包括基准网站、流动站、数据处理中心和数据通信系统。

GNSS-RTK测量技术作业原理如下:将基准站接收机布设于已知/未知坐标参考点上, 以连续接收所有的可视GNSS卫星信号, 基准站将测量所得的站点坐标、载波相位观测值、伪距观测值、接收机工作状态以及卫星跟踪状态, 借助无线数据链传送至流动站, 其后流动站进入到初始化状态, 搜索求解整周未知数, 最后进入到动态作业。流动站接收基准站传入的数据, 同步观测采集GNSS卫星载波相位数据, 通过系统内差分处理求解载波相位整周模糊度, 根据基准站与流动站相关性, 得到流动站平面坐标X、Y和高程H。

2.2 GNSS-RTK技术测量精度

平面精度: (10mm+2×10-6D) ;

高程精度:20mm+2×10-6D。

单基准站RTK单次观测时, 流动站相对于基准站的相对点位中误差估算如下:

式中:δ———标准差/mm;

a———固定误差/mm;

b———比例误差系数/ (mm/km) ;

d———流动站至参考站距离/km。

2.3 GNSS-RTK测量技术要求

RTK测量前, 需按照任务要求, 将测区高等级控制点地心坐标、参心坐标、坐标系统转换参数以及高程成果收集到位, 并开展相应的技术设计。RTK流动站和基准站间作业距离不得大于10km。考虑测区具体情况, 可设置不同高度发射天线、架设中继站, 增长传播距离。数据传输距离于测站天线高度的理论关系如下:

式中:D———数据链覆盖半径/km;

h1———基准站电台天线高/m;

h2———流动站天线高/m。

3 实例分析GNSS-RTK测量精度要求及其质量控制

3.1 工程概况

本项目为某城市道路改造工程, 道路红线宽度60m, 全长3.44km, 其中, 含主线高架桥及4座立交, 主线高架桥长约1.8km, 其余路段采用地面走向, 道路长约1.64km。该道路两侧为工业区和居民生活区, 建筑物密集、交通繁忙、无线电信号复杂、街道两旁树木密集。

3.2 GNSS-RTK测量精度要求

本工程只提供4个基准控制点, 无法满足工程施工需要, 为此, 首先采用GNSS静态控制测量进行控制点加密, 再利用已知控制点进行RTK动态碎部测量。

根据工程测量规范及工程施工需要, 本工程加密平面和高程控制网均为4等, GNSS测量技术要求如下:测量控制网精度固定误差为A≤10mm, 比例误差系数为B≤5mm/km, 约束点间的边长相对中误差不大于1/100000, 约束平差后, 最弱边相对中误差不大于1/45000;高程测量精度要求每千米高差全中误差为2mm, 往返较差、附合或环线闭合差为。

3.3 GNSS加密控制网施测及其质量控制

3.3.1 网形布设

GNSS加密控制网以GNSS导线形式沿道路布设, 共布设控制点22个, 控制点编号为GP01~GP22, 其中, GP02、GP06、GP20、GP22为原首级控制点。控制测量采用ITRF97框架、2000.0历元三维地心基准和北京54坐标系, 椭球参数为a=6378245m, f=1/298.3, 东经114°中央子午线, 高斯3°带正形投影, 1985国家高程基准, 北京标准时BST时间。测量控制网布置如图1所示。

3.3.2 控制网施测

采用6台中海达V30 GNSS-RTK系统进行控制测量。平面控制网按E级GNSS的相关技术要求进行施测。采用网联式观测方案, 共施测4个时段, 设22个测站, 观测66条基线, 联测19个控制点, 重复设站率为1.6, 卫星高度角不小于15°, 有效观测卫星数不小于10颗, 平均重复设站数不小于1.6, 观测时段长度大于等于60min, 数据采样间隔为15s, PDOP≤6。

GNSS测量前, 选用IGR商用软件预报精密星历, 编制测区卫星可见性预报表和卫星出现的方位图等, 以选择最佳观测时段。每时段开关机前在互为120°的3个方向上各量测天线高一次, 量测互差应小于2mm, 记录资料完整无误, 将标盖复原后方可迁站。

3.3.3 基线解算

本工程采用TGO数据处理软件解算基线向量, 为保证控制点的CGCS2000三维坐标精度, 与WHCORS系统WHKC (勘测院) 站进行联合数据处理。基线采用双差固定解, 整周模糊度固定Ratio值大于3。同步环坐标分量相对闭合差应满足6.0×10-6、环线全长相对闭合差10.0×10-6的要求。异步环坐标分量闭合差和全长闭合差应符合Wx≤2nσ、Wy≤2nσ、Wz≤2nσ、W≤23nσ的要求。未通过检验的基线予以舍弃, 舍弃后, 若存在不能与两条合格基线连结的任一控制点, 则对该点进行重测, 且不少于一条独立基线, 任何情况下都不允许出现无约束的自由基线。

3.3.4 网平差计算

网平差计算采用COSA GPSV5.2平差软件。①进行三维无约束平差, 剔除基线向量改正数超过限差的基线;②用满足限差要求的独立基线重新进行三维约束平差。在进行约束平差之前, 先进行起算控制点的兼容性检验。约束平差中, 基线向量改正数和剔除粗差后无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差按d VΔx≤2σ、d VΔy≤2σ、d VΔz≤2σ的要求进行检验。

三维无约束平差以WHKC的已知CGCS2000坐标作为起算依据, 基线向量改正数需满足:VΔx≤3σ、VΔy≤3σ、VΔz≤3σ。无约束平差后, 输出各基线向量的改正数、基线边长、方位、点位的精度信息。通过三维无约束检核原始基线向量, 再引入高等级原有控制网已知数据分别在WGS-84椭球和1954北京坐标系椭球基准下进行约束平差。

3.4 质量评价及其控制措施

3.4.1 质量评价

本工程四等控制测量精度良好, 完全能够满足各项技术规范、规程和工程施工的要求。根据测量结果计算得知, 平面控制网中各相邻点的点位中误差不大于±20mm, 平面控制网边长相对中误差不大于1/45000, 当边长小于200m时, 边长相对中误差不大于±20mm。二维约束平差后, 最弱点为GP21, X方向点位精度为0.8cm, Y方向点位精度为0.5cm, 点位中误差为0.943cm。最弱边为GP08~GP09, 其边长为268.903m, 相对精度为1/46190, 满足相关规范要求。表明本次平面加密网成果具有良好的可靠性, 满足本工程施工建设的需要。

3.4.2 质量控制措施

根据本工程GNSS静态控制测量实践, 可以采用以下方法提高GNSS控制测量的精度, 加强质量控制。

(1) 在布设GNSS网时, 采用同步图形扩展方式, 适当增加观测期数 (增加独立基线数) , 保证一定的重复设站次数。保证每个测站至少与3条以上的独立基线相连, 在布网时, 使网中所有最小异步环的边数不大于6条。

(2) 为保证对卫星的连续跟踪观测和信号质量, 测站应设置在开阔地带, 在其上方15°高度角范围内不能有成片的障碍物。在测站周围约200m范围内, 不能有强电磁波干扰物, 应远离对电磁信号反射强烈的地形、地物, 例如:高层建筑、成片水域等, 以避免或减少多路径效应的发生。

(3) 在全面网之上布设框架网, 引入高精度激光测距边与GNSS基线向量进行联合平差或作为起算边长。起算点均匀分布在GNSS网的周围, 避免分布在一侧。

(4) 进行卫星预报, 选择较好的时间段进行GNSS观测。进行基线解算时, 删除观测时间太短的卫星观测数据及相同的时间段内多颗卫星周调严重的时间段。

(5) 在提取基线向量进行GNSS网平差时, 先进行三维无约束平差, 然后进行约束平差或联合平差, 即在控制测量中需引入精度较高的外部点参与平差计算, 以提高控制测量精度。

4 结语

综上所述, GNSS-RTK测量技术具有全天候、高精度、定点速度快、作业效率高等特点, 因此得到了大量工程施工队伍的青睐。由上述实践可知, GNSS-RTK应用于道路工程中效果良好, 达到了测量精度要求, 为后期工程施工提供了科学的数据支撑。

参考文献

[1]高小六.GNSS-RTK的作业质量控制分析[J].河南科技, 2014 (23) :78.

[2]邸国辉, 刘幼华, 范海生.双基准站RTK测量代替等级控制测量的方法[J].地理空间信息, 2010, 08 (03) :5~7.

解析地籍测量中RTK技术分析 篇7

地籍测量是为了表达和获取地籍信息所进行的测绘工作, 是地籍调查中依法认定的权属界址与利用现况的主要技术手段, 是建立地籍档案的信息基础。地籍测量的主要内容是对土地以及其附着物的权属界线、位置、面积、类型等进行测定。地籍测量与专业测量和基础测绘有着明显的区别, 其从根本上的不同体现于, 凡涉及到附着物权利的测量均可视为地籍测量[1]。而地籍测量主要有以下几种基本方法:

(1) 地籍控制测量, 其是依据地籍图和界址点的精度要求, 根据测区的范围大小、测区范围内存在的控制点数量以及等级等状况, 参照测量的精度要求和基本原则来进行的测量工作。

(2) 地籍控制网应进行加密测量, 对控制网进行布测过程中, 首级控制的边长较长, 不能满足地籍的碎部测量, 此时就需要对控制点进行加密。

(3) 地籍的碎部测量, 它是地籍测量中所采集的一系列的离散点空间坐标的全过程。要想保证能够正确将所测得物体描述出来, 必须要求确定它的属性, 再将其离散点进行连接。

1 简述RTK技术

RTK是Real Time Kinematic的缩写, 即是实时动态差分定位技术, 全球定位导航技术中的动态定位模式, 结合其数据传输技术与测量技术。RTK技术是通过GPS卫星等站点传输来的实时数据进一步实现的三维定位, 这种定位可达到厘米的精度级别, 并且控制测量时间在一秒以内, 在测量界是一次革命性的创新[2~4]。RTK测量系统的构成如表1所示。

RTK测量技术在参考站、流动站、GPS卫星以及测站点等共同努力下, 能够顺利完成测量任务。其中参考站功能是将其所观测的数值及其坐标信息均传送至流动站, 但流动站的数据信息除了来自于参考站, 还应接受卫星所观测到的数据信息, 并实时对这些数据进行处理。RTK系统在进行实时传输这些数据中的运算等距离以内测站点的三维坐标, 且形成合理有效的测量数据。

对于传统的测量方法, RTK测量技术具有以下优势: (1) RTK技术不仅定位精度较高, 其所测量数据也十分安全、可靠; (2) RTK测量技术的操作方法十分方便, 易于操作使用; (3) 在实施RTK技术的过程中需要的人员较少, 从而使测量效益得到大大提升。

2 地籍测量中RTK的一般测图步骤

(1) 首先, 对测区以内控制点的成果进行收集, 至少应选取三个分布均匀的控制点。

(2) 设置主机。为了确保主机接收卫星数目较多, 并发射数据链的信号较强、覆盖范围较广, 主机应设置在空旷且地势稍高的地方, 并应设在当天所计划测区内的中间位置, 以避免频繁地搬动主机, 从而提高工作效率。选址时需要注意的是:应禁止选择无线电干扰较强的区域;为避免多路径效应以及丢失数据链的影响, 附近应禁止有GPS信号反射物 (大型建筑物、大面积水域等) 。

(3) 对控制点坐标进行检测, 通过附近已有固定的控制点坐标对输入仪器参数进行检测, 并验证其是否正确, 若没有问题就可以对碎部点进行采集。

(4) 采集碎部点。

(5) 传输数据与内业处理。

3 地籍测量中RTK精度分析

(1) RTK精度测量有以下几方面内容: (1) 坐标系的转换导致其精度损失GPS所测得的坐标, 这个坐标应经过投影与转换方可变成施工中需要的地方坐标系, 此转换过程中受到施测精度、区域地形以及投影变形等影响而导致精度损失。 (2) 若采用网络RTK作业方式, 其精度又受限于CORS网的精度, 通常会低于电台的作业方式, 但其特点是作业区域较大, 不需要再进行求转换参数。 (3) 仪器自身的精度。目前采用的RTK的标称精度多数均是高程20mm+1ppm, 平面10mm+1ppm, 以平面为例, 此参数是指仪器自身有固定误差 (10mm) , 再加上有1ppm比例误差。 (4) 人为操作造成的误差。在放样过程中其气泡是否居中, 在下桩时其桩子中心是否对准放样点等。场地附近应禁止有高压线等电磁的影响, 一半应控在2~3cm, 一般没有大于5cm。通常情况下, 测量环境较好时, XY均在2cm范围以内, 差点不大于5cm。RTK现场操作见图1。

(2) RTK测量误差的来源及消弱措施

RTK测量误差的来源有:RTK设备误差、系统误差、测量环境误差、操作员测量方法及专业水平等。从途径方面可总结为:同GPS和仪器相关的误差主要有天线相位中心的变化、卫星钟差、轨道误差及观测误差等。与信号传播相关的误差有电离层、多路径、对流层及信号干扰误差。

RTK测量误差可消除与经常对RTK设备进行检查校准, 对操作人员加强业务培训。基准站的固定, 通过各种校正方式对与GPS卫星与仪器相关误差进行削弱, 与信号传播相关误差会随移动站到基准站的间距增大而变大, 应对RTK有效作业半径进行控制。

4 地籍测量中RTK技术的优缺点和改进措施

(1) 地籍测量中RTK技术的优缺点

测量时采取RTK技术, 可全天候作业、不需要频繁换站、不要求通视以及不受多个常规技术条件的限制, 只是需要一人在待测点的位置上停留10~30s, 并将特征编码输入, 通过便携机或电子手簿进行记录。在达到点位的精度要求时, 测定好一个区域的地貌、地形后, 回到室内通过专业测图软件将所需地形图输出。通过RTK技术进行测定点位时, 可节省物力、人力, 大大的提高了测图效率。

RTK定位时, 不要求基准站与流动站相互通视, 但在测量高达构筑物或建筑物时, 常由于无法接近被测地物而无法进行测量, 有时需要全站仪配合。在城镇地籍测量时, 必须保证RTK所测星数不得低于5颗, 这样RTK测量才能有固定解。

(2) RTK技术的改进措施

为避免多路径效应及丢失数据链的影响, 基准站应远离GPS信号发射物、高压线及电视台等。基准点应设在地势较高、交通方便, 远离高建筑物, 有利于数据链发射和卫星信号接收的位置。

移动站测量时, 严格要求气泡居中, 使RTK处于固定解。借助全站仪和GPS检测一定数量测区以内的控制点, 便于及时发现粗差点。通过多基站网的RTK技术建立连续运行的卫星定位服务综合系统, 给用户中心提供了CORS数据链服务, 其子系统的接收机顺利完成定位。其中CORS系统有以下四个子系统组成, 分别是参考站、数据处理中心、数据通信以及用户应用子系统, 通过数据通信子系统使得各子系统间互联, 构成一个遍布整个城市的局域网。CORS是通过在较大区域内设置多参考站的方式来构建一个完整的参考站网, 且各参考站的连续观测是根据给定的采样速率, 将观测数据通过数据通信系统来实时传输至系统的控制中心, 同时系统控制中心对各站数据先进行预处理及质量分析, 再同意解算整个数据, 对网内各系统误差进行实时改正项并获得该区域误差的改正模型, 然后将改正数据传输至流动站, 以此获取较为可靠、高精度的定位结果。

5 RTK技术在实际中的应用

(1) 工程概述

测量区域面积约为500km2, 地势平缓, 高程平均值约为40m, 共计38.6万个界址点。通过传统的地基测量手段将耗时达1800d, 但是通过RTK技术进行测量, 可控制工程的测量周期在250d左右。地基测量任务要求的测量精度误差是±5cm。

(2) RTK的测量准备

RTK的测量准备工作有以下方面: (1) 首先应对测区范围以内将作参考站的控制点进行图上设计, 并对RTK链覆盖范围进行分析。若某处与控制点距离过大, 应采取加测高等级的控制点, 然后再RTK测量。 (2) RTK测量时要求综合考虑测量目的、卫星情况、要求精度、接收机类型及测区内已有控制点状况等因素, 依据优化设计原则对其进行作业。 (3) 对于测区内有GPS地壳的形变监测点、GPS永久性跟踪站、国家A级 (或B级) 网点时, 应先将其作为参考站点。

(3) 硬件的选取和要求

(1) 天线。选用具有放大增益功能的天线作为该次地籍测量数据链的设备, 当信号发送源距离接收源较大时, 不设置中继站, 也可以有效保障传输信号的稳定性, 从而降低了测量成本。

(2) 流动站。一般情况下, 流动站采取缺省2m的流动杆作业, 在不同高度时, 要修正此值;在信号被影响点位, 可将仪器移至开阔处 (或是升高天线) 来提高效率, 待锁定数据链后, 要小心无倾斜地将其移至待定点 (或是放低天线) , 通常可初始化成功。

(3) 参考站。参考站上的仪器架设严格要求对中与整平;信号发射天线、GPS天线及电源等要连接正确;参考站定向指北线要指向正北, 不得偏离大于左右10°。

(4) 控制测量质量

(1) 根据地籍测量任务文件的要求, 合理选取接收机。案例中要求测量误差是±5cm, 所以要选取精度控制为± (1cm+2×10-6D) 的双频Z-Xtreme型号的接收设备。在设置测量人员上, 界址点记录员2名、参考站1人, 共十组, 每组3人。 (2) 对界址点观测两次后, 将流动站天线设置复始状态, 且重复观测工作。两次的测量数据误差应符合精度要求为±3cm, 并对其平均化计算, 确定数据。 (3) 测量人员应保证参考站系统能够正常运行, 将接收机架安装在控制点位置, 输入后检验此点的坐标。

(5) 检验参数和精度结果

一般控制点为2个时, 所得参数值较为准确。若测区范围较大, 控制点在4个及以上时, 应验证其平差改正数, 确保所得参数值的准确度。参数残差值要求为2cm。

(6) 检验测量精度

检验本次测量精度, 抽取利用RTK技术所测量的300个点, 并对其进行检验与计算, 结果表明, 83%的点精度误差控在±3cm, 70%的点精度误差控在±2cm, 所得平均测量的误差值是3.68cm, 满足地籍测量任务文件要求的误差精度为±5cm。

6 结语

应用RTK技术, 使得地籍测量作业效率、精度和实时性达到最佳配合, 随着传输数据能力及抗干扰水平的提高, 传输数据距离的加大, RTK技术将在地籍测量及其他领域得到更广阔应用。

摘要：地籍测量任务是地籍管理与建设地籍信息系统的基础, 随着测量技术的不断发展, 地籍测量的手段与技术也在不断进步与发展, RTK技术以精准、快捷的特点被测量人员广泛采用。本文首先介绍了地籍测量与RTK技术, 地籍测量中RTK的一般测图步骤、RTK精度分析及RTK技术的优缺点和改进措施, 同时阐述了RTK技术在地籍测量中的应用。

关键词：地籍测量,RTK技术,分析,措施

参考文献

[1]王黎明.GPS RTK测量技术在地籍测量中的应用[J].科技创新与应用, 2014 (28) :294.

[2]康慧明, 杨茂盛, 张淼.GPS RTK技术在地籍测量中的应用分析[J].山西建筑, 2010 (17) :357~358.

[3]俞顺鸿.解析工程测绘中RTK测量技术的应用与特点[J].勘察与测绘, 2014 (15) :214~215.

RTK测量检验与分析 篇8

RTK技术目前已经在地形测量方面得到广泛地应用, 与其他测量方式相比有其独特的优越性。

1.1 与静态GPS的比较

现今静态GPS越来越多地应用于高精度控制网的建立方面, 采用相位差分可以达到厘米甚至毫米级精度, 然而众所周知, 静态定位由于数据处理滞后, 所以无法实时解算出定位结果, 也就无法对观测数据进行实时检核, 在实际工作中可能需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性, 这样一来就降低了静态GPS测量的工作效率。而动态R T K通过实时处理即能达到厘米级精度, 用户可以实时监测待测点的数据观测质量和基线解算结果的收敛情况, 根据待测点的精度指标, 确定观测时间, 从而减少冗余观测, 提高工作效率。

1.2 与常规测量方法的比较

(1) 操作简便, 数据处理能力强。常规的水准仪、经纬仪进行测量时, 都要用笔进行现场的记录, 并进行数据的限差计算。 (2) RTK测量只要事先设定限差就可以对数据自动的进行取舍和记录。 (3) 与传统测量比较, 作业条件要求减少。 (4) 作业自动化、集成化程度高、适用范围广。常规测量仪器只能在某种工程中适用, 而RTK以其独有的特点, 在地形测绘、工程放样等方面均可独立完成。 (5) 定位精度高, 数据可靠, 没有误差积累。常规测量方法的作业中, 路线往往都是连续的, 误差很容易一站一站的积累下去。RTK测量的是独立的点位, 测量点之间不存在联系, 因此误差不会积累。常规测量中人的操作占主导地位, 难免会出现较大的偏差。而RTK测量是自动进行的, 过程中不需人为的读数等操作, 所以测量数据比较稳定和可靠。

2 RTK技术图根控制测量试验

2.1 图根控制的技术要求

图根控制点即是直接供测图使用的控制点, 简称图根点。测定图根点位置的工作, 称为图根控制测量。中等城市一般以四等网作为首级控制网。在测图中, 要求首级图根点相对于起算三角点的点位误差, 在图上应不超过±lmm, 相对于地面点的点位误差则不超过±0.1Nmm (N为测图比例尺分母) 。而图根点对于国家三角点的相对误差, 又受图根点误差和国家三角点误差的共同影响, 为使国家三角点的误差影响可以忽略不计, 应使相邻国家三角点的点位误差小于 (1/3) ×0.1Nmm。据此可得出不同比例尺测图对相邻三角点点位的精度要求。

根据《城市测量规范》, 图根控制网中图根点高程中误差不得大于测图基本等高距的1/10, 1/500的等高距为0.5m, 1/1000的等高距为0.5m或lm, 随着比例尺的减少, 等高距可相应的加大。

我们此次试验的基准点选的是静态GPS点, 其点位精度是远高于国家四等控制网的精度的, 所以采用上面的技术要求是可以对我们的测量点作控制的。

2.2 试验设计

2.2.1 试验思路

如图1, 以已知点G3为基准站。

(1) 分别在已知点G2, G4, G5上进行连续1 0 m i n的R T K观测, 计算各点的点位精度。

(2) 将G2, G4, G5连成三角形, 形成一三角网, 对测量数据进行角度, 边长以及坐标的比较, 最后参照图根控制的技术要求评定成果。

(3) 在GX、GY、GA、GZ四个未知点上各进行5min的测量, 与已知点形成一导线, 并与全站仪三联脚架法测得的成果进行比较, 检验其精确度, 看RTK可否代替导线测量。通过 (1) , (2) , (3) 判断RTK可否代替常规测量方法进行图根控制测量。

(4) 在信号差的地方选一点CESHI点, 进行5min的连续观测, 计算点位精度, 评定测量结果, 看其精度是否满足图根控制要求。

(5) 将观测时间分成3min, 5min, 8min, 10min四个时间段, 分别计算其点位精度, 并比较找出实用的观测时间。

(6) 分别采样, 采样率分别是3s和5s的观测数据, 比较其精度, 找出实用的采样历元。

2.2.2 试验

(1) 试验仪器:此次试验采用的RTK测量系统由一套基准站和两套流动站组成。基准站主要包括:Trimble 5800 GPS双频接收机1台、ZephyrGPS天线、TRIMARK3数传电台及天线、TSC2数据采集手簿 (电子手簿) 1台等。每套流动站主要包括:Trimble5800 GPS双频接收机1台 (内置接收电台) 及Zephyr GPS天线、电台天线、TSC2数据采集手薄 (电子手簿) 1台等。

(2) 试验过程: (1) 选择基准站, 并在基准站上架设好仪器, 接通电源, 通过手簿, 建立项目, 设置好基准及转换参数等, 连接好GPS接收机。输入基准站坐标、天线高, 启动基准站, 确认电台处于发射状态; (2) 连接好流动站仪器, 用手薄设置好流动站信息。准备就绪后开始测量; (3) 启动连续测量模式, 设置记录间隔为5S, 测最直至任务完成; (4) 重新设置记录间隔为3S, 进行若干点的测量; (5) RTK测量完成后, 用全站仪在其中几点上进行一附合导线的观测; (6) 数据处理。

3 试验数据点位精度分析

结果标明, 我们可以看出, 绝大多数的方向测量中误差都在lcm以内, X方向最大误差为0.0120, 只有一个超出1cm;Y方向最大误差为0.0112, 有两个超过lcm。总的平面点位中误差在2cm以内, 最大为0.0164。CESHI点是我们特意选取的测量环境比较差的测试点, 其观测误差与其他相比大了许多, 但根据图根控制测量的技术要求, 其仍然满足1/50。图幅图根控制的精度要求。

G2, G4, G5为已知点, RTK的测量较差中X和Y方向符合的比较好, 满足1/500控制的要求, 而高程的测量有一些稍稍的偏出, 允许值是5cm, 这也是与RTK自身的作业模式有关的。它要求大地高到海拔高的转换必须精确, 但我国的高程异常图在有些地区存在较大误差, 这就使得将GPS大地高程转换至海拔高程的精度也不均匀, 这是所测高程出现大偏差的一个原因。其次我们的测量环境也是出现偏差的一个因素。如果提供一个好的测量条件, 加上适当的高程修正, 在高程方面应该也可达到要求。

摘要：本文基于笔者多年从事地形测量的相关工作经验, 以地形测量中图根控制测量为研究对象, 分析了其与静态GPS及常规测量方法之间的差异, 研究探讨了RTK用于地形测量中图根控制测量的方法及精度, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

RTK测量检验与分析 篇9

关键词：GPS RTK技术；露天矿山；测量；实践

一般矿山测量指的就是矿山控制、矿山工程、矿山地形等的测量，还有矿山地形图绘制等。主要目的就是在矿山的建设开采中，为矿山的规划、勘探、生产、运营、管理以及矿山报废等进行的测绘。传统的测量技术不成熟，耗时耗力，而且精度不够。GPS-RTK技术被熟知的就是高精度、高效率、全天候、操作简便、多功能、应用广泛等，尤其是在高海拔地区，大大减少了测量的工作量，提高了露天矿山测量的工作效率。

一、GPS RTK技术的特点及工作原理

1、GPS RTK技术的特点

GPS实时动态测量简称为RTK（Real-Time-Kinematic），又称为载波相位差分技术，是一种可以实时处理两个测站点载波相位观测量的方法。它可以实时地提供测站点指定坐标系中的三维定位结果，并且能够达到厘米级的精度。在使用RTK技术的作业模式时，基准站通过数据链将观测值以及测站坐标信息传送给流动站。流动站不但要通过数据链接收数据，同时要采集GPS观测到的数据，并且要在系统内形成差分观测值再进行实时处理，流动站可以是静止的状态，也可以是运动的状态。

2、GPS RTK技术的工作原理

基准站、数据链和流动站组成了实时动态（RTK）定位系统，要保证实时动态的检测就要建立无线数据通讯，它的原理就是以精确度比较高的控制点作为基准点，安装一台接收机做参考站，开始对卫星连续观测，流动站安装的接收机接收卫星信号时通过无线电传输设备接收到基准站上观测的数据。然后流动站上的计算机会根据相对定位的原理实时得出流动站的三维坐标和测量的精度，这样在矿山测量的过程中就可以实时检测情况，而且十分精确，节省了测量的时间，从而提高了工作效率。

二、GPS RTK 技术在大型露天矿山测量中的实际操作

现代的矿山生产中普遍都在使用现代化设备和技术进行生产，这样也使矿山的规模不断扩大，产量也随之提高，但是在这种情况下，就要求对于露天矿山的测量要足够迅速准确的提供资料监控指导矿山的生产。由于露天矿山的作业始终都处于动态中，这些环节都需要测量和指导，此外，露天矿山作业在露天的场所下进行，就会受到气候环境的影响，如果是雨雪天或者是干旱汛期，这些都影响仪器的使用。露天的矿山生产很难实现封闭式的生产，因为其采场以及排土场始终都与外界相连，所以，露天矿山具有开放性的特点，这样就要求对矿山实时检测，以此来避免发生灾害。

1、测绘矿山大比例尺地形图

为了满足矿山的生产建设，就需要测绘矿山大比例尺地形图，使用传统的方式测图，要先建立控制网，接着进行碎部测量，最后才可以绘制出大比例尺地形图。这种方式工作量极大，会花费很长的时间，并且每组需要3-4个人，造成人力的浪费。而采用GPS RTK技术进行测量，设置好基准站就可以自动工作，只需一个人操作，而且能够得到精确的坐标等信息，然后在室内就可以使用软件绘成地形图。而且这种方式采集速度较快，降低了测图的难度，真正做到省时省力。

2、露天矿山的采剥量的验收

大型的露天煤矿，每月的剥离量很大，一般根据工程的性质，每个月都要对煤矿的采剥量进行验收。传统的验收方法，要先在采场的周围设置控制点，而且还要要保持点间通视，必要时要引测到采场的内部进行碎部测量。由于工作量较大，需要提前一周完成验收工作，而且为了保证精准度，每次在工作前都要对控制点进行检查。但是采用GPS RTK技术进行测量就不需要这么繁琐，只要设置好主机，就可以同时采集多个流动站进行，只需要架设好主机，即可同时采用多台流动站进行采场现状碎部点的采集工作。由于每个采集点都是独立测量的，所以也不存在积累误差的情况。使用GPS RTK技术进行测量很短的时间内就可以完成采场采剥量的验收，不仅提高了精确度还提高了工作效率。

3、钻孔的测量及放样

采用GPS RTK测量技术在一个控制点上架设好基准站，启用其他的控制点就可以同时采用多台流动站对钻孔坐标进行测量。测量的工作人员只需要把各钻孔的坐标输入GPS手簿中，采用GPS RTK点放样功能就可以将钻孔点位标定到实地的位置。

三、GPS RTK技术在应用时的注意事项

1、测点选在开阔处

GPS RTK在矿山测量中具有很多优势，但是这项技术是建立在卫星定位的基础上的，测点的选址就要求视野开阔，在矿洞内、树木下、陡坎高房旁等对卫星有遮挡的位置都会造成仪器不能工作或者是测量质量下降，所以在矿山生产工作前要熟悉了解测区的情况对测点进行选址。

2、避开外界电磁波的干扰

GPS RTK 测量技术在基站和流动站间的联系是依靠脉冲信号的，所以在GPS RTK 技术进行作业时要尽量避开外界电磁波的干扰，在存在干扰的环境中应该延长观测的时间确保测量的精确度。

3、减轻测绘工具的重量

GPS RTK 测量技术所使用的设备要比普通方法要重的多，这样就增加了测绘人员的操作难度，设备不易于移动，所以在设计产品时，要尽可能的减轻设备的重量，来减轻工作人员的负担。

4、设备的充电问题

流动站的电力设备中，电池的电量有时会出现满足不了长时间作业的需求，这样就会造成作业的中断，影响作业的进度，所以在山区或者是人烟稀少的地方要考虑到设备充电的问题。

5、严格规范地操作

在使用GPS RTK 测量技术时要注意减少人为因素对测量结果精准度的影响，得到的控制点的数据输入手簿时要进行仔细地检查，避免输入错误导致的返工，避免费时费力。

结语：

GPS RTK 测量技术是一种新的测绘技术，现在已经成功地在各行各业运用，当然也包括大型露天矿山测量在内，在测量过程中，它独特的优势在测量过程中得以体现。虽然还存在着一些不足，但是这种技术可以降低测量工作人员的工作难度，进而可以提高工作效率。

参考文献：

[1]张应学.GPS在矿山测量中的工作原理及应用分析[J].中国新技术新产品，2010（05）.

[2]贾志忠.GPS在矿山测量中的工作原理及应用分析[J].科技资讯，2011（03）.

[3]马健. RTK技术在矿山测量中的应用[J].露天采矿技术，2010（03）.

[4]张忠.基于GPS RTK的矿山地形工程测量方法研究[J].科技创新导报，2010（07）.

RTK地形测量作业流程应用分析 篇10

关键词：RTK,地形测量,作业流程

一、前言

地形测量包括控制测量和碎部测量两部分。常规测图方法通常是先布设控制网, 再利用加密的控制点和图根控制点测定地物、地貌特征点 (碎部点) 的平面位置和高程, 并按照一定的规律和符号绘制成图。传统地形测量经常受到控制点密度不足、测站间通视条件差等问题的困扰, 效率低下。随着GPS技术的发展, 载波相位差分实时动态定位 (RTK) 测量技术日益成熟。RTK实时三维定位精度可以达到厘米级, 已经广泛应用到控制测量、工程测量、地形及地籍测量中。

RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术, 它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果, 并达到厘米级精度。在RTK作业模式下, 基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据, 还要采集GPS观测数据, 并在系统内组成差分观测值进行实时处理, 同时给出厘米级定位结果, 历时不到1秒钟。流动站可处于静止状态, 也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业, 也可在动态条件下直接开机, 并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后, 即可进行每个历元的实时处理, 只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形, 则流动站可随时给出厘米级定位结果。

二、RTK的地形测量作业流程

(一) 工程概况

地形测量测区全长32 km, 宽度总体为150 m, 部分重要地段加测至200 m, 测图比例尺为1∶1 000。测区地形以平原为主, 丘陵、山地兼备, 河流、树林较多, 通视条件欠佳, 地形复杂。

(二) 测量实施步骤

基于RTK灵活、高效、高精度的作业特点, 在地形测量中采用RTK技术, 与全站仪相比具有非常突出的优势。不过RTK也有其局限性, 例如多路径效应、电磁波干扰、高大建筑物及树木对接收机视野的限制等, 所以它不能完全取代全站仪。两种仪器协调配合作业, 才能快速地完成测量任务。

利用RTK进行地形测量的基本流程如图1所示。

测区平面控制为三个C级GPS点。经实地踏勘, 上述三点保存完好。E级GPS网由24个点组成边连式网形, 其中包括三个起算点。GPS点覆盖整个测区, 并连测四等水准, 用作求转换参数及检核。

在水库、河堤等有大片树林区域、无线电信号发射塔周围200 m的范围内, 采用RTK测量模式建立图根控制点, 用全站仪进行碎部点的数据采集。图根点的布置以点组的形式出现, 每组由两个或三个两两互相通视的图根点组成, 以便全站仪测量时定向和测站检查。由于在任何开阔区域, 均能发挥RTK测量的优势, 快速准确地建立图根控制点, 不用进行常规的图根导线测量, 减少了累计误差, 提高了碎部点测量精度, 并大大提高了地形测量的效率。

在农田、村庄等上空开阔区域, 采用RTK测量模式直接进行碎部点数据采集, 其作业速度比全站仪更快, 一般每个碎部点不超过3 s, 采集速度几乎等于走路的速度。RTK测量碎部点的模式有“点模式”和“线模式”两种。碎部点测量都可以采用点模式作业, 不过对于公路、水渠、田埂等线状地物或连续地貌, 采用线模式具有更高的作业效率。

在碎部点测量中, 对于路沿、检查井等地面上的地物点, 可以充分发挥RTK快速高精度定位的优势。但对于电线杆、路灯、房角等有高度的地物点, 由于圆形天线的影响需进行偏心改正, 以提高测量精度。

三、RTK测量精度检核

(一) 坐标精度检核

为了检测RTK测量成果的质量, 用RTK测量模式复测测区内的所有GPS点, 随机抽取其中10个。

另外, 利用RTK测定图根重合点50个, 结果表明, 点位较差均在5 cm以内, 其中在1 cm以内的有16个, 1～2 cm有23个, 2～3 cm有8个, 结果比较理想。

由上可以看出, RTK坐标成果准确可靠, 精度满足《城市测量规范》要求。

(二) 高程精度检核

24个GPS点的RTK高程与四等水准高程比较结果见表1。

通过表1可以看出, RTK高程与四等水准高程较差大部分在40 mm以下。若以四等水准高程为真值, 按双观测值之差计算出高程中的误差满足《城市测量规范》对图根控制点和碎部点的高程要求。

四、改善RTK测量精度的方法

(一) 基准站的选择

基准站应该设在测区中部, 要求地域开阔、无树木等物体遮挡, 远离高压线、无线电信号发射塔, 避开大面积水域等容易引起RTK不稳定或精度降低的因素。

(二) 转换参数

由于GPS RTK获得的是WGS-84坐标, 实际工作一般需要国家平面坐标或地方坐标, 因此需要进行坐标转换。一般采用三参数或七参数方法转换。求转换参数所利用的控制点数量应该足够, 一般来讲, 平面控制点至少3个, 高程控制点一般4个以上。控制点应以能覆盖整个测区为原则, 最好均匀分布。另外, 转换参数的精度不仅与所选点的位置与数量有关, 还与所选点的坐标精度密切相关。因此, 在选择控制点时应该对测区内的已知点进行筛选。

(三) RTK测量图根控制点的要求

用RTK作图根控制测量时, 应该使用三脚架, 以提高精度。图根控制点应该选在适合全站仪测量的地方, 两点需要通视。每个控制点最好观测两次取其平均值作为结果, 两次观测值的较差不宜超过3 cm。

(四) 缩小作业半径

移动站离开基准站的最大距离称作RTK的作业半径。RTK的稳定性和精度随移动站到基准站距离的增大而降低。要得到厘米级的精度, 应缩小作业半径, 通常小于5 km。

(五) 观测时间的要求

观测时间需在点位几何图形强度因子 (PDOP) 值小的时间段 (小于6, 可以通过卫星预报信息查看) , 利用良好的时段进行RTK测量, 不仅速度快, 而且精度高。

(六) 观测者要求

严格规范操作, 减少人为因素对测量精度的影响。实践证明, 观测者的专业水平和经验对成果的精度影响很大, 例如, 对中误差、测量天线高或输入基准站坐标的任何误差, 都将影响整个测量成果。

五、结语

利用RTK进行地形测量打破了分级布网、逐级控制的原则, 简化了控制测量烦琐的工作, 可以不需要通视大范围测定无积累误差的图根控制点及碎部点, 明显提高效率。在RTK受干扰比较强烈的地方, 结合全站仪进行测图, 可以弥补RTK的局限。随着RTK测量技术的发展, 其精度和稳定性也将不断提高, 抗干扰能力将更强, 对环境要求将会降低。相信将来RTK技术会得到更广泛的应用。

参考文献

[1]《全球定位系统 (GPS) 测量规范》GB/T18314-2001[S].

[2]孔祥元, 梅是义.控制测量学[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社, 1996.

[3]徐绍铨.GPS测量原理及应用 (第三版) [M].武汉:武汉大学出版社, 2008.

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