GPS RTK測量的誤差分析

李艷華，王 輝

(寧安市水務局，黑龍江寧安157400)

1 概述

GPS RTK(Real Time Kinematic，實時動態)能夠適時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果。目前，GPS RTK技術主要用于地形測量的碎步點采集、施工放樣等。由于影響GPS測量質量的因素很多，分析RTK測量在工程測量中產生誤差的原因，采取有效措施減少各種不利因素的影響，無疑對提高測繪成果的質量會大有好處。

2 誤差

2.1 GPS RTK觀測中存在的誤差種類

GPS RTK觀測中存在的誤差主要有:

1)與衛星有關的誤差。包括星歷誤差，衛星鐘誤差，相對論效應等。

2)與傳播途徑有關的誤差。包括信號的傳輸，電離層延遲，對流層延遲、多路徑傳播產生的周跳等。

3)與接收設備有關的誤差，主要是接收機誤差。鐘差，天線相位中心的偏差等。

2.2 GPS TRK觀測中存在的誤差對測量的影響

對測量的影響包括4個方面:

2.2.1 作業的環境影響

在GPS RTK測量過程中，作業環境的影響是非常大的。基于GPS系統的原理，接收機收到來自不同衛星信號的質量，對準確定位起到絕對性的作用。其中最有威脅的是物體的遮擋。如山體、建筑物、樹冠等等，因此，良好的作業環境，成為不可忽視的條件。

2.2.2 轉換參數的影響

WGS－84坐標系到地方坐標系的轉換參數計算，這時RTK測量實現實時提供坐標和高程的重要環節，而坐標轉換參數的確定誤差是RTK作業的主要誤差源之一。

2.2.3 數據通信傳輸

RTK作業的特點和優勢在于操作靈活，作業半徑較大。但是對數據通訊的信號依賴程度較高，由于數據信號的衰減問題，也會使測量成果受到影響。

2.2.4 人為因素影響

RTK作業人為因素會帶來直接的影響，重要的是測量人員要進行必要的培訓，增加熟練程度，正確進行操作。如:基準站數據要輸入準確，流動站采集數據時接收機天線要保持垂直，否則會降低測點精度，觀測時間要在較好的時間段進行等。

3 堅守誤差的應對措施

堅守誤差應對的措施包括6個方面:

3.1 轉換參數

目前求解轉換參數，通常采用的是七參數法和三參數法，無論采取哪種方法，求解轉換參數應當考慮以下3個方面:

1)已知公共點應盡可能選擇在測區的四周及中心。均勻分布，位置合適，能有效控制測區內的測量精度。

2)坐標轉換參數的精度與選用的已知點坐標精度密切相關，參與坐標轉換的已知點WGS—84坐標和地方坐標都需要具有滿足測量需要的較高精度。

3)坐標轉換參數的精度和準確性，應進行必要的檢核。

綜合以上，各種產生誤差和影響RTK測量的因素，應該在實際的GPS作業中加以充分的重視，采取必要的措施來避免和減少誤差影響。

3.2 數據通訊

數據傳輸的條件比較復雜，在RTK作業中一方面要采取措施減小傳輸信號的衰減影響，一方面要增強通訊的能力。一般情況下應考慮采取以下4點措施:

1)提高基準站天線架設的高度。

2)使用高增益天線。

3)流動站到基準站的距離要在合理范圍內。

4)必要時采用網絡通信技術。

保證數據系統的暢通，是RTK作業取得成功的基礎。

3.3 基準站設置的作業環境

RTK測量，基準站的設置非常重要，將直接影響到RTK測量的質量。為避免多路徑效應的影響，基準站的設置要遠離大功率無線電臺，變電所、高壓線等，遠離無線電發射源(如電臺、電視臺、微波站等)，附近不應有強烈反射衛星信號的物件(如大型建筑物等)。

基準站的設置應有利于測區工作的開展，基準站位置應視野開闊，交通方便。基準站及數據鏈電臺發射天線必須具有一定高度。

基準站作業受到周圍環境干擾影響時，會對流動站測量產生直接的影響，甚至無法固定。此時應及時改變RTK作業頻率或遷站。

3.4 檢測

為避免RTK測量結果出現粗差，RTK作業時必須對測量結果進行必要的檢驗。

檢驗方法包括3個:

1)是對已知控制點進行檢測。

2)不同的基準站對同一點進行檢測。

3)不同的流動站對同一點進行重復檢測。

3.5 校核

由于GPS RTK技術的廣泛應用，在同一測區，可能會有相同的GPS接收機在同時工作。RTK測量工作中可能會接收到其他的GPS信號，此時也能進行測量和固定，但是可能產生錯誤的測量結果。應注意外部其他測量信息的影響，避免錯誤發生。一般情況下測量手簿會有短暫信息提示，測量工作中應及時利用已知點進行檢查校核。

3.6 人為因素

RTK測量作業人員應該進行專門培訓，流動站測量作業時，要集中精力，如果采集數據的瞬間不是固定解，記錄的測點數據精度就不可靠。采集數據時要保持接收機天線的垂直，否則會降低測點精度。

4 結語

GPS RTK技術的廣泛應用，在控制測量、數字地形測圖、工程放樣等測繪領域是測繪技術起到了革命性的發展，機打地提高了工作效率和質量。總結GPS RTK在工作中存在的問題，可以使RTK技術的應用更加完善。

［1］ 安忠得，陳光宇，李新立.基于GPRS網絡的GPS RTK系統在水利工程中的應用［J］.黑龍江水利科技，2007，35(3):169.

［2］ 武新宇，等.GPS(RTK)在圖根控制測量工作中的應用［J］.黑龍江水利科技，2006，34(6):44－47.

［3］ 許兆華，李紅，劉文.GPR RTK技術在依蘭丹青河電站測量中的應用［J］.黑龍江水利科技，2007，35(5):200.