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，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實際觀測作業得到工程實踐數據，再用GPSRTK實際測量的數據與常規控制測量得到的數據進行比較，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（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星導航與定位系統。RTK（Real Time Kinematic）是一種基于載波相位觀測值的實時動態定位技術，它可以實時提供指定坐標系中測點的三維定位數據，測量精度可以精確到厘米。GPS-RTK的出現是對經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據鏈向流動站傳輸測點坐標數據及觀測值。流動站還可以接收GPS衛星系統發送的載波相位信息，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可將其分為偶然誤差和系統誤差。系統誤差會嚴重影響點位的定位結果，但只要掌握其規律制定有效的防治措施，系統誤差完全可以避免。如針對系統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；衛星鐘差在系統中采用二階多項式來削弱其影響程度；衛星星歷誤差在平差模型中引入軌道松弛法來消除。在現行技術條件下，系統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模型來避免。偶然誤差沒有固定的規律，特別是RTK確定整周模糊度的可靠性不穩定、數據鏈（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內，核心區域面積22平方公里，其中C級GPS網點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測，測量方法嚴格按照規范要求操作，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，每點連續采集3個坐標數據取均值。

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，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實測的控制網坐標數據坐標，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，相對邊長也在1/131852-1/8021之間，計算結果達到一、二級控制網的限差要求，說明此GPSRTK坐標可作為相應等級控制網的坐標使用。

3 結束語

RTK技術作為一種先進的測量手段，極大地改變了傳統的測量模式，提高了作業效率，節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，網絡RTK的出現再次改寫了其發展的新里程。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。