淺議RTK測量的誤差源及精度檢測方法

（安徽省第二測繪院 安徽合肥 230031）

1 概述

RTK技術(shù)是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測站點(diǎn)在特定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。但是，由于載波相位進(jìn)行測量具有多值性，初始化過程中各種誤差以及數(shù)據(jù)鏈傳輸過程中外界環(huán)境、電磁波干擾產(chǎn)生的誤差的影響，可能導(dǎo)致整周未知數(shù)解算不可靠。同時(shí)，RTK測設(shè)的控制點(diǎn)之間相互獨(dú)立，其絕對定位精度可靠，相對精度較差，因此必須對RTK測量的控制點(diǎn)進(jìn)行必要的精度檢測。

2 RTK測量的定位誤差

1、同信號(hào)傳播有關(guān)的誤差：包括電離層誤差、多路徑誤差、對流層誤差，以及無線電發(fā)射源、雷達(dá)裝置、高壓線等信號(hào)干擾，氣象因素等。

2、同接收機(jī)有關(guān)的誤差：包括接收機(jī)的觀測誤差、天線相位中心位置的偏差。

3、坐標(biāo)及高程轉(zhuǎn)換誤差：RTK 使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)，而我國目前使用的是1954年北京坐標(biāo)系、1980 西安坐標(biāo)系、2000 國家大地坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系，因此必須進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。RTK測量的高程是大地高，大地高轉(zhuǎn)換為正常高需進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換。

4、基準(zhǔn)站與流動(dòng)站之間的距離引起的誤差：流動(dòng)站到基準(zhǔn)站之間的距離對RTK測量精度影響與距離成正比例關(guān)系。

5、同衛(wèi)星有關(guān)的誤差：包括衛(wèi)星鐘誤差和星歷誤差。

3 RTK測量的精度評定方法

3.1 直接方法

（1）當(dāng)測區(qū)附近有國家大地點(diǎn)或者高等級的GPS點(diǎn)成果時(shí)，可采用GPS 靜態(tài)測量方法或者導(dǎo)線測量方法進(jìn)行測量，比較點(diǎn)位的平面坐標(biāo)較差，從而得到內(nèi)外符合精度。

（2）當(dāng)測區(qū)附近有CORS系統(tǒng)時(shí)，可以采用在CORS系統(tǒng)下直接測定點(diǎn)位的平面坐標(biāo)和高程，比較點(diǎn)位的平面坐標(biāo)和高程的互差，從而得到內(nèi)外相符合的精度。

（3）當(dāng)測區(qū)附近有高等級的國家水準(zhǔn)點(diǎn)成果時(shí)，可以采用水準(zhǔn)測量或電磁波測距三角高程測量的方式測定點(diǎn)位的高程，比較高程較差，評定其精度。

（4）還可以采用RTK 雙固定站測量點(diǎn)位的平面坐標(biāo)和高程，比較點(diǎn)位的平面坐標(biāo)和高程，從而得到內(nèi)外符合精度。

3.2 間接方法

（1）為了提高RTK測量的可靠性，保證儀器各種設(shè)置正確，可選擇測區(qū)一定數(shù)量的已知坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測量校核，以檢查用戶站設(shè)備的可靠性以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的準(zhǔn)確性。比較點(diǎn)位的平面坐標(biāo)和高程的較差，看是否符合相關(guān)規(guī)范的限差要求。

（2）可以用全站儀測量相鄰平面控制點(diǎn)之間的邊長和角度，同RTK測量的點(diǎn)反算的邊長和角度進(jìn)行比較，并對檢核點(diǎn)的平面坐標(biāo)進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)。

3.3 常用的檢核方法

為了評定RTK測量控制點(diǎn)的精度，常用的檢核方法為坐標(biāo)檢核、邊長檢核和高程檢核。

（1）坐標(biāo)檢核。利用安徽CORS 對皖西某鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分一級GPS控制點(diǎn)進(jìn)行檢測，該測區(qū)的平面控制是采用GPS 靜態(tài)測量方式施測的，高程是采用四等水準(zhǔn)方式施測。同時(shí)還按電磁波測距導(dǎo)線方式施測該測區(qū)的23個(gè)GPS點(diǎn)。CORS 測量和導(dǎo)線測量均按城市一級精度要求施測。忽略靜態(tài)測量和導(dǎo)線測量的精度誤差，比較RTK測量的坐標(biāo)與它們的坐標(biāo)較差，精度統(tǒng)計(jì)如下：

序號(hào)點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)較差(mm) 備注與靜態(tài)測量比較 與導(dǎo)線測量比較1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 17 21 29 28 6 8 2 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23[pvv]G001 G002 G007 G008 G026 G027 G035 G036 G043 G044 G051 G053 G056 G058 G068 G071 G082 G085 G093 G094 G099 G101 G126 15 23 26 24 8 12 21 28 23 25 26 24 18 15 13 18 26 20 27 32 28 5 15 10750 25 22 24 23 25 16 11 15 17 29 18 29 28 24 8 16 10271

按高精度檢測方法公式計(jì)算得到AHCORS 測量的坐標(biāo)，與GPS 靜態(tài)測量、導(dǎo)線測量的坐標(biāo)點(diǎn)位中誤差，分別為M1=±21.6mm，M2=±21.1mm。

（2）邊長檢核。利用GPS 靜態(tài)測量的基線長和導(dǎo)線測量的邊長同AHCORS 測量的控制點(diǎn)坐標(biāo)反算的邊長進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)如下：

邊長較差區(qū)間（cm）與靜態(tài)測量基線長的比較的點(diǎn)數(shù)與全站儀測量邊長的比較的點(diǎn)數(shù) 備注Δ≤2 6 8 2＜Δ≤5 16 14 Δ＞5 1 1

其中最大值為5.3cm，邊長中誤差分別為M1=±26.9mm，M1=±23.6mm。

（3）高程檢核。利用四等水準(zhǔn)成果與AHCORS測量的控制點(diǎn)高程進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)如下：

高程校差區(qū)間（cm）與四等水準(zhǔn)高程成果的比較的點(diǎn)數(shù) 備注Δ≤1 3 1＜Δ≤2 17 2＜Δ≤5 2 5＜Δ 1

其中最大值為5.4cm，高程校差的中誤差為M1=±16.8mm

4 小結(jié)

由于RTK系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，必須要對RTK測量的成果進(jìn)行必要的檢測，其檢測方式方法多樣。本文中的RTK測量是采用AHCORS系統(tǒng)進(jìn)行的，由于CORS系統(tǒng)提供的差分改正信息是將多個(gè)基準(zhǔn)站的觀測信息進(jìn)行有效的結(jié)合而求解得到的，可以有效地削弱電離層折射誤差、對流層折射誤差和衛(wèi)星軌道誤差的影響，較其它的RTK系統(tǒng)，其精度相對要高一些。而且，評定精度時(shí)，是在忽略靜態(tài)測量和導(dǎo)線測量的精度誤差的情況下進(jìn)行的，大地高轉(zhuǎn)換成正常高是利用安徽大地水準(zhǔn)面精化模型?？傊?，采用CORS系統(tǒng)測量可以極大地提高RTK 成果精度，可以滿足城市一級控制的精度要求。

[1]全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范（CHT 2009-2010）[M].測繪出版社，2010.

[2]衛(wèi)星定位城市測量技術(shù)規(guī)范（CJJ/T73-2010）[M].中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[3]城市測量規(guī)范（CJJ/T 8-2011）[M].中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]黃聲享,郭英起,易慶林.GPS 在測量工程中的應(yīng)用[M].測繪出版社，2007.

[5]李征航,黃勁松.GPS 測量與數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學(xué)出版社，2010.