RTK測量精度檢定方法初探

劉玉林

摘 要：RTK技術是目前工程上最為常見的一種測量技術和方法，其主要應用控制測量、工程設計、地形測繪以及建設放樣等多個工作領域，是最近幾年發展較為迅速的一種測量技術。該種測量技術測量的準確性受到衛生數量、信號傳播路徑和方式、信號接收機的種類以及測量環境和方法的作用因素的影響，這些因素的影響可能是測量產生較大的偏差，進而使整個工程的測量準確性降低。為了對測量精度的檢定方法進行分析和探究，文章首先對產生偏差的原因進行分析，然后結合具體的案例提出測量精度檢定的方法，最后提出應該采用怎樣的措施提高測定的精度。為今后有效的開展精度檢定工作提供理論參考依據。

關鍵詞：RTK測量；誤差原因；精度檢定方法

RTK測量方法是伴隨著GPS技術的不斷發展而誕生的一種新的測量技術，隨著這種測量方法的不斷發生和成熟，目前已經在諸多的工程測量領域得到了應用。這種測量技術具有實時動態測量的特征，是在載波觀測相位技術基礎上發展起來的一種技術，在工程放樣、設計，地形測繪和控制測量等諸多的領域得到廣泛的應用，在測量工作中這種技術已經取代了原有的機械和光學測量技術。不僅在很大程度上提高了測量的準確性，同時也極大的降低了測量工作人員的工作量和其工作過程中的危險性。這種技術在實際測量工作中的不斷應用，發現其測量結果的準確性容易受到衛星數量、信號傳輸方式和路徑、信號接收設備、環境和技術多種因素的影響，而產生誤差。為了對測量精度檢定方法進行分析和探究，文章首先全面的分析引起測量精度發生誤差的原因，之后結合具體的實例對精度檢定方法進行初步的探究和分析，最后提出應該采取怎樣的措施不斷地提高測量的精度。

1 產生測量精度偏差的原因

1.1 衛星、傳播方式和路徑的影響

衛星對測量精度的影響主要包括兩個方面，一方面要想保證測量的精度，在測量過程中至少需要4個衛星，衛星的數量越少，測量的精度偏差將越大。另一方面衛星的布局也影響著測量的準確性，通常采用PDOP值來表示衛星的布局，其值越大表示衛星的布局越合理，其值越小測量精度的誤差將越大。同時信號的傳播方式和路徑也將對測量的精度產生極大的影響，采用電子信號對數據進行傳播，信號在穿過大氣層中的電離層和對流層的時候，由于大氣層的散射作用太強，就會對測量的精度造成較大的影響。

1.2 接收機的類型對測量精度的影響

接收機數據鏈的類型對測量的精度具有十分重要的影響，目前大部分采用的數據鏈為無線電或者是GSM卡，在信號十分弱的情況下，就會受到其他類型信號的影響，進而對測量數據的精度帶來嚴重的偏差。接收機在設計過程中都會存在一定的幾何相位中心偏差以及接收相位中心偏差，不同類型的接收機在這些相位之間的偏差將更大。相位偏差的存在就會使最終獲得的數據資料之間存在著很大的偏差。

1.3 環境和測量方案的影響

在進行數據測量的過程中環境對側量精度影響最大的因素有地形和障礙物等，其中地形因素會使無線電波的覆蓋范圍受到很大程度的影響，如果在進行基準點選擇時沒有確定在最高點，就不能夠保證同時獲得來自所有觀察衛星的數據資料，同時會使無線電波的傳輸受到影響，使信號中斷或者是發生轉折，最終使測量數據的精度受到影響。

2 精度檢定方法的探究

2.1 RTK測量精度檢定的內容

測量精度檢定是工程測量過程中關注的重點問題，目前我院有關RTK精度檢定的相關指標和內容還沒有明確的規定和參考。根據測繪工程對于數據的要求以及對數據質量關注的重點，文章將對測量精度擬定以下兩個方面的測定內容。

（1）對不同測程的RTK測量技術的初始化時間進行檢定和分析。

（2）對RTK測量點之間的反算邊長精度進行檢定和分析。在本次的研究中重點對第二項內容進行分析和探究。

2.2 精度指標檢定的場地選擇和構造

本次檢定選用的主要檢定場地為GPS接收機對精度指標進行專門檢測的場地，為了確保實驗數據的真實可靠，本次選擇南寧市GPS標準檢定場地最為數據采集的主要場地，為了確保檢定指標的準確性，檢定場地采用網型設計的方式進行設計，其具體結構如圖1所示。

2.3 RTK測定指標檢定方法

2.3.1 對于不同測程RTK測量初始化時間的檢定，采用的方法為對GPS接收機的軟件功能以及硬件性能進行檢定，對儀器進行RTK測量所求的定整周模糊度N值的快慢和準確性進行有效的分析和評價。為了保證檢定指標的準確性，將測量方范圍的半徑控制在5KM左右為最佳。

2.3.2 對RTK測量點之間的反算邊長精度進行檢定和分析。令RTK檢定場任意兩點間基線向量的真值為S，基線的靜態觀測值為Ss，基線的RTK觀測值為Sk。兩觀測值的真誤差可表示為：ΔSs=S-Ss，ΔSk=S-Sk；令真誤差之差：ds=ΔSk-ΔSs，即：ds=Ss-Sk。根據誤差傳播定律，有：

（2）計算RTK檢定場檢測RTK測量點間邊長真誤差之差的平均中誤差mds

①由表1可得RTK測量點間邊長真誤差之差的單位權中誤差：

（3）

②計算RTK測量點間邊長真誤差之差的平均中誤差：

（4）

式中：SS為靜態測量基線的平均值；SK為RTK放樣點間邊長的平均值。

3 提高測量精度的方法

3.1 合理的進行控制點的選擇

在開展測量工作之前，首先選擇至少3個控制點，這3個最好是處在同一時期和同一坐標上的三個點。在通常的情況下相鄰控制點的距離控制在3-5千米為最好，控制點的布局應該均勻合理，確保所有控制點能夠覆蓋和控制整個測量區域。如果在開展測量工作的過程中不存在一個已知的參照點，可以選取任意一個WGS-84坐標下的點作為參照點。

3.2 做好相位中心和路徑的控制

相位中心誤差的存在直接影響著測量結果的精度，在進行測量工作之前首先應該對測量基準點和移動站天線之間的相位進行精確的設計，據此對測量中心相位的誤差進行有效的糾正，保證測量過程中誤差能夠控制在3厘米以內。同時，應該對路徑的誤差進行有效的控制，在進行測量精密定位的時候，可以在天線下設置抑徑板，這樣能夠使多路徑的效應獲得極大的減少，減少的程度能夠達到三分之一。確定GPS測量站位置的時候應該避開具有強反射的環境，例如大面積的水面、山坡、雪地等。最后，GPS測量站應該盡最大程度避開電臺、雷達以及微波中繼站等的影響，如果GPS測量站不能夠有效的避開強反射區，為了能夠有效的降低多路徑效應的影響，可以采用偏心觀測方法進行數據的測量。

3.3 測量前接收機的檢查

前面的分析我們可以知道接收機由于多種因素相位會存在很大的誤差，在開展測量工作之前對接收機進行主要性能以及相位偏差的檢查對于降低測量精度偏差具有十分重要的意義。在進行接收機檢查時可以根據采集器的反應情況、基線的檢查結果等，來確定接收機的精度情況，確保誤差在可接受的范圍內。只有這樣才能夠保證測量數據的精度，有效的發揮這種技術在工程測量中的作用。

綜上分析可以得到根據精度檢測方法確定的誤差產生的原因，采取有針對性的措施進行改善，對于提高RTK測量的精度就有重要的價值和意義。

參考文獻

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