RTK技术在线路测量中误差的控制措施

第５期（总第１５５期）　中圄　丛ｚ　Ｎｏ．５（Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．１５５）　２０１１年１０月　ＣＨＩＮＡ　ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｏｃｔ．２０１１　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－４６５５．２０１１．０５．０１７　ＲＴＫ技术在线路测量中误差的控制措施　杨坤，　张岩　（长春市市政工程设计研究院，吉林长春１３００４２）　摘要：随着全球定位系统ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓ￣ｔｅｍ）技术的快速发展，实时动态ＲＴＫ技术在线路测量中的应用也越　来越广泛。介绍了影响ＲＴＫ测量成果精度的误差来源和主要因素，针对主要因素在参数转换、作业点选择、作业时段及　成果校验等方面给出了减弱和消除误差的控制措施。　关键词：ＧＰＳ；ＲＴＫ；精度；误差　中图分类号：Ｐ２２８．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—４６５５（２０１１）０５—００４６—０２　随着Ｇ￣Ｓ技术的发展和广泛应用，测量界发生了　标转换到所需运用的坐标系中。转换参数的求解是　很大的变化，尤其是ＲＴＫ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ，实时　ＲＴＫ测量的基础，转换参数的精确程度是影响ＲＴＫ测　动态）技术的推广与应用，更是提高了测量效率。实　量精度的关键因素　ｊ。　践证明，ＲＴＫ测量精度能满足图根级的控制测量要　２）测量作业的控制区域。测量作业范围受转换　求，但与静态相比，ＧＰＳ—ＲＴＫ还存在着缺少检核、可　控制点的约束。一般应在转换控制点的控制圆区域　靠性不高等缺点　Ｊ。　内作业，超过一定范围，测量精度将大受影响。　１　ＲＴＫ测量误差的来源　３）卫星信号的影响。ＧＰＳ是通过卫星来定位的，　ＲＴＫ测量的误差　可分为２类。　卫星信号的接收是ＧＰＳ定位的基础。ＧＰＳ．ＲＴＫ测量　ｉ）同测站有关的误差：包括天线相位中心变化、　要求基准站和流动站的天线能同时接收到相同的５颗　多路径误差、信号干扰和气象因素影响等，其中多路　或５颗以上的卫星信号，才能保证正确解算。由于卫　径误差是ＲＴＫ定位测量中最严重的误差。　星分布随着时间的变化而变化，不同时段卫星数量和　２）同距离有关的误差：包括控制点的ＷＧＳ一８４　位置都不同。在卫星数量较多和位置图形较佳时，天　坐标误差、轨道误差、电离层误差和对流层误差　Ｊ。　线接收的信号较好，初始化时间就短，精度较好；反　２影响ＲＴＫ测量精度的因素　之，在卫星数量较少和位置较差时，初始化时间很长，　ＧＰＳ测量定位的系统误差主要来源于ＧＰＳ卫星　测量精度就差，甚至不能解算出固定解。如果由于基　星历、电离层散射、多路径效应、基准站坐标、卫星钟　准站或流动站选择的位置不当，还会产生部分卫星信　与接收机钟误差、天线相位中心位置的偏差、接收机　号被高楼等建筑阻挡，出现卫星数量不足或卫星信号　不同通道间的延迟误差等。此外，还有地球自转、地　被周围物体反射再接收而产生“多路径效应”，使测量　球潮汐、基线解算时的软件、基线解算时不同的数学　出现错误。另外，卫星信号还会由于电离层、对流层　模型误差等。上述误差在ＧＰＳ—ＲＴＫ测量时，绝大　影响，其他莫名的遮蔽、中断等原因而产生失锁和整　部分已通过作业方式、软件处理、接收机改进等来进　体移位、数据出错等“纳伪”现象。　行消除、削弱，但还有一部分影响是无法完全消除　３提高ＲＴＫ测量精度和可靠性的措施　的　Ｊ。主要有如下几点。　１）提高ＲＴＫ测点的精度，转换参数的求解十分关　１）转换参数的影响。由于ＧＰＳ测量采用　键。可通过以下几点措施进行控制。　ＷＧＳ一８４坐标系统，我国目前所采用的坐标系统为　（１）一般转换参数求解时，尽量用高等级的控制点　１９５４北京坐标系（或１９８０国家大地坐标系统等），所　作为转换控制点，并尽量分布均匀、包含整个测区。如　以ＧＰＳ．ＲＴＫ测量时必须先求转换参数，将ＷＧＳ一８４坐　果待测区域没有足够的转换控制点，最好先布设转换控　收稿日期：２０１１—０２—２８　制点和以后待设基准站点，用表态方式一起测量，平差　４６　中回彳盛暑　善　杨坤，张岩：ＲＴＫ技术在线路测量中误差的控制措施　２ｏ１　１年第５期　求出所需的ＷＧＳ一８４坐标和地方坐标。　（２）可以用单点定位的方式测出基准站的　ＷＧＳ一８４坐标，然后用ＲＴＫ的方式测出转换控制点　ＷＧＳ－８４坐标，在输入相应的地方坐标后，直接用一步　法求出转换参数。　程使用中的ＧＰＳ接收机应设置特殊的识别码以防止　或减少接收错误的数据链，同时加强对控制点或相关　地物点的检测判断。　８）不利条件下ＲＴＫ测量的策略。根据研究和实　际测量，由于多路径、对流层延迟等系统误差的影响，　（３）转换参数求解后，必须进行检核。可以在转　换控制点和其他控制点上用ＲＴＫ方式测点，比较精　度，一方面检核转换参数，另一方面也检核原控制点　精度，并将精度好、分布均匀的控制点再作为转换控　ＲＴＫ测量可能会出现整周模糊度计算错误（甚至无法　得到固定解）的情况，短基线的错误率为２．４　Ｘ　１０～，　中基线的错误率为６．３×１０～。　ＲＴＫ测量具有实时、快捷等优点，但其初始化（整　制点，重新求解转换参数。经多次比较后，确定最佳　的转换参数。　２）基准站应选择在视野开阔的建筑物楼顶或地　势较高处，必须避开电视和电台发射塔、微波站、飞机　场、高压线和大面积水域等　Ｊ。　３）对控制点和其他可选择位置的待测点，流动站　应与基准站一样，选择合适的位置，避免卫星信号和　数据链通信的影响及多路径效应的产生。　４）选择作业时段时，应保证ＲＴＫ作业能接收到足　够多的卫星信号，在每次作业前，首先查看卫星的数量　和位置隋况，选最佳的时段进行ＲＴＫ作业。同时，为减　少电离层、对流层影响，应避开下午１４：００左右的时段。　５）电源供应。每次ＲＴＫ测量前，都需将ＧＰＳ接　收机和发射无线电的电源充足，保证ＲＴＫ作业的顺利　进行。如果是固定的基准站电台，还可以用交直流转　换稳压器代替汽车蓄电池，不但省去电量不足的担　忧，而且省去了充电和搬运的麻烦。　６）多基站测量。在同一地区，可以建立多个固定　的基准站点，并统一求解转换参数和基准站点的　ＷＧＳ．８４坐标。在ＲＴＫ测量过程中，对同一待测点，用　不同基准站点分别测量坐标，在限差范围内求均值。　可同时设置多个基准站点，同一台流动站只需改变每　个基准站发射电台的频道，就可分别测出对应不同基　准站的同一点坐标，不但起检验的作用，而且能提高　ＲＴＫ测量精度Ｈ　。　７）控制点的检验。为了保证ＲＴＫ测量精度的可　靠性，建议在每个基准站点附近设立几个检验控制　点，每次ＲＴＫ作业前，在架好基准站并初始化流动站　后，就测试检验控制点，以判断卫星信号的正常与否　和仪器的操作是否正确。在同一地区若有相同型号　的ＧＰＳ接收机，如果转换参数不同，容易接收其他参　考站发出的数据链而导致测量数据错误。因此，对工　周模糊值）的置信度通常为９５％一９９％，且作业中缺　乏检核条件，个别点可能会出现误差。因此，作业中　必须注重成果的检核。成果的检核分为作业前检核、　作业中检核及事后检核。作业前检核是指在ＲＴＫ作　业前，先在已知点上检查，新测坐标与已知坐标较差　符合要求后，才能进行ＲＴＫ测量；作业中检核一般是　指在作业中采用不同起算点测定的部分重合点，或在　同一点上采用２次观测法（失锁或关机）观测；采用快　速静态模式（观测１０　ｍｉｎ），对检核点进行测量，可以　达到事后检核的目的。适当增加观测历元数（如５个　历元），可减小观测误差。　４结语　利用ＧＰＳ—ＲＴＫ技术提高测量精度，突破了传统　测量控制点的界限。但ＧＰＳ—ＲＴＫ测量的可靠性差，　稍有不慎，给整个工程带来返工，甚至不可挽回的损　失。ＧＰＳ—ＲＴＫ测量必须提高可靠性，可靠性比精度　更重要。只要多比较，多检验，特别是原有控制点的　比较检验，就能提高可靠性。在可靠性保证的情况　下，再提高ＲＴＫ测量的精度。　参考文献：　［１］陈迪杰．ＲＴＫ技术在堤防工程高程测量中的应用［Ｊ］．人民长江，　２００３，３４（１１）：２５．　［２］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，２００２．　［３］王惠南．ＧＰＳ导航原理与应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００３．　［４］姜卫平，刘经南，叶世榕．ＧＰＳ形变监测网基线处理中系统误差的　分析［Ｊ］．武汉大学学报：信息科学版，２００１，２６（３）：１９６—１９９．　［５］邱斌，朱建军．全球定位系统高程转换的ＲＣＲ算法［Ｊ］．测绘通报，　２００４（７）：１６—１８．　［６］成国辉，许曦．一种ＧＰＳ过河水准新方法的试验［Ｊ］．测绘通报，　２００４（６）：６２－６４．　［７］张志勇．双基准站ＲＴＫ检测及精度分析［Ｊ］．测绘通报，２００４（７）：　】９－２２．　４７