RTK測量精度分析

丁小亮 等

摘要：GPS RTK作為21世紀的一項高新技術，因其定位精度高、測量速度快、勞動強度低等特點被廣泛應用。本文就是從GPSRTK的基本原理出發(fā)，分析測量誤差因素，探討RTK在控制測量中的應用特點及精度大小。通過GPSRTK實際觀測作業(yè)得到工程實踐數(shù)據(jù)，再用GPSRTK實際測量的數(shù)據(jù)與常規(guī)控制測量得到的數(shù)據(jù)進行比較，分析了GPSRTK的測量精度，檢驗RTK是否可以滿足控制測量精度要求，精度可靠程度如何。

關鍵詞：GPS-RTK 控制 測量精度

0 引言

全球定位系統(tǒng)（GPS）是一種具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。RTK（Real Time Kinematic）是一種基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術，它可以實時提供指定坐標系中測點的三維定位數(shù)據(jù)，測量精度可以精確到厘米。GPS-RTK的出現(xiàn)是對經(jīng)典測繪技術的一次跨越。本文以某地工程實際為例，分析了GPS-RTK技術的精度，證明了GPS-RTK技術在圖根控制測量應用中具有一定的優(yōu)勢，對于相應工程具有一定的參考價值。

1 GPS-RTK工作原理、方法和作業(yè)流程

1.1 RTK技術的工作原理。在RTK工作模式下，基準站借助無線電數(shù)據(jù)鏈向流動站傳輸測點坐標數(shù)據(jù)及觀測值。流動站還可以接收GPS衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送的載波相位信息，并構成相位差分觀測值進行實時定位。載波相位差分GPS包括兩類：一類是基準站將載波相位修正量發(fā)送至用戶站，以修正其載波相位，再求解坐標；一類是將基準站采集的載波相位發(fā)送至用戶進行求差，解算坐標。前者為準RTK技術，后者為真正的RTK技術。

1.2 RTK測量的誤差影響分析。RTK測量誤差來源如下：基于誤差的來源與性質(zhì)可將其分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差會嚴重影響點位的定位結果，但只要掌握其規(guī)律制定有效的防治措施，系統(tǒng)誤差完全可以避免。如針對系統(tǒng)誤差對電離層折射的影響，我們可運用雙頻技術結合同步觀測值求差法來消除系統(tǒng)誤差；電離層折射的影響可加入修正模型來削弱誤差的影響；衛(wèi)星鐘差在系統(tǒng)中采用二階多項式來削弱其影響程度；衛(wèi)星星歷誤差在平差模型中引入軌道松弛法來消除。在現(xiàn)行技術條件下，系統(tǒng)誤差對定位結果的影響完全可以通過先進的儀器設備及系統(tǒng)模型來避免。偶然誤差沒有固定的規(guī)律，特別是RTK確定整周模糊度的可靠性不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)鏈（電臺）傳輸誤差、電磁波干擾以及對中誤差等。

2 工程實例分析

2.1 工程概況。本次測量比對試驗是在某高新區(qū)內(nèi)，核心區(qū)域面積22平方公里，其中C級GPS網(wǎng)點8個，精密四等導線點32個，所有C級GPS點和精密導線點均進行二等水準聯(lián)測，測量方法嚴格按照規(guī)范要求操作，測量水準路線總長約17.2千米，閉合差為4.1毫米，滿足規(guī)范要求，本次利用RTK測量了22個控制點，在GPS點上用三腳架設置流動站接收機，每點連續(xù)采集3個坐標數(shù)據(jù)取均值。

2.2 精度分析。通過采集22個點實例比對，控制點△x最大為23mm，△y最大為27mm，高程誤差最大為46mm，點位較差基本上都在5cm以內(nèi)，有個別差值較大。一般可以滿足城市地形，地籍測量及大部分非精密工程測量的精度要求。

同時對用RTK實測的控制網(wǎng)坐標數(shù)據(jù)坐標，反算了相應邊長，與已知邊長作比較，作為判斷RTK測量點平面精度的目的。其邊長較差均在1cm之內(nèi)，相對邊長也在1/131852-1/8021之間，計算結果達到一、二級控制網(wǎng)的限差要求，說明此GPSRTK坐標可作為相應等級控制網(wǎng)的坐標使用。

3 結束語

RTK技術作為一種先進的測量手段，極大地改變了傳統(tǒng)的測量模式，提高了作業(yè)效率，節(jié)約了大量的人力物力，為測量工作帶來了巨大變革。同時為了解決RTK測量作用半徑短的問題，研究人員使用了電臺中繼站來傳輸差分信號，或者架設多基站來擴大測量范圍，網(wǎng)絡RTK的出現(xiàn)再次改寫了其發(fā)展的新里程。同時也證明了GPS-RTK技術在測量應用中具有的優(yōu)勢。

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作者簡介：丁小亮（1969-﹚，男，陜西西安人，工程師，主要從事測繪工程工作。