不同環境下測繪作業的精度分析

李子坡

摘 要：主要對當前測繪作業常用的GPS和RTK技術進行了分析，集中分析了GPS測繪技術在不同地理環境下的作業精度情況，從而力求對不同環境下的測繪作業精度有一個整體上的把握。除此之外，還對影響RTK測繪技術精度的地理環境因素進行了分析，希望以此能夠促進我國測繪技術的進一步提升。

關鍵詞：不同環境 測繪作業 精度分析 精度保證

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（c）-0247-02

眾所周知，隨著GPS技術和RTK技術在測繪領域的廣泛應用，測繪的精確度有了顯著的提升。但是也需要注意到，即使是目前較為先進的GPS技術和RTK技術，仍然會受到環境的影響。顯然，不同環境下測繪作業的精度是不同的，因此，如何判斷環境對于測繪精度的影響而盡可能的避免這種影響，就成為了廣大測繪工作人員所關注的問題。因此，該文對這一問題進行了分析研究。

1 測繪精度影響因素

眾所周知，影響測繪精度的環境因素有很多，通常情況下相關的測繪人員都會對這些因素進行總結。通過查閱相關資料，筆者認為影響測繪精度的因素主要有以下幾種。

1.1 衛星及氣象環境

衛星氣象環境對于測繪精度的影響主要體現在GPS大地高程觀測方面。通常情況下，如果GPS大地高程觀測數據誤差較大，則會導致其他例如GPS正常高在內的測繪項目精度受到影響，而影響GPS大地高程觀測數據誤差的首要因素就是衛星及氣象環境。衛星氣象環境主要包括星歷誤差、對流層影響等等。這些因素都會影響測繪的精度。

1.2 工程量影響

測繪工程量對于測繪精度的影響主要體現在大地水準面擬合模型方面。如果測繪工程量太大，則有可能造成高程擬合的精度誤差累積，從而影響到GPS高程精度。

1.3 公共點

除了以上分析的因素外，公共點的分布情況同樣會影響到測繪的精度。所謂的公共點分布，主要是指公共點的分布密度，如果某測繪作業地點的公共點分布密度不夠，則會導致GPS高程測繪數據的誤差，從而影響到整體的測繪精度。

2 GPS測繪技術精度保證

想要保證GPS高程測繪數據的精確度，就要針對以上問題提出一些具體的解決方案。經過總結，相關的測繪人員在保證GPS大地高程測繪數據的精度方面提出了以下措施。

同步觀測量求差。所謂的同步觀測量求差，可以簡單理解為當測繪距離小于等于20 km時，無論是對流層、電離層還是衛星星歷誤差，對于兩個同步的觀測站點來說，都可以認為是基本相同的。正是基于這個原理，兩個不同測繪站點的測繪人員會通過同步求差的方式來盡量減少GPS高程數據的誤差。但是這種方法在具體的實施過程中，對于測繪站點的要求比較高。首先，相關測繪站點的選擇必須要滿足同一測繪地點的實際要求。其次，還要注意多路徑效應的影響。最后，在實際的測繪過程中，要注意天線高度的設置。通過總結測繪經驗，測繪人員發現天線的斜高作為一個重要的參考標準，對于相關測繪站點GPS高程測繪的精度具有十分重要的作用。通常情況下，天線的斜高量取方法為，在天線圓盤間隔大致120°的3個方向上，測繪人員分別進行天線高的量取。3次量取的結果一定要接近，理論上誤差不應高于3 mm，然后測繪人員取3次量取結果的平均值，這就是該測繪點的天線斜高。

針對上文提到的高程擬合精度誤差問題，通常情況下測繪人員都會在高程擬合數學模型的選取上下工夫，盡量選取一些合理的高程擬合數學模型。選取方法為構造數學曲面的選取方法。除此之外，利用多面函數法或者二次曲面擬合法，擬合似大地水準面也是測繪人員常用的方法。經過實踐發現，這些方法都能夠有效減少待定點和控制點高程測量誤差。

除了以上兩種方法外，在實際的測繪工作中，測繪人員通常會十分重視高程測繪起算點的精確度。之所以這樣主要是因為高程測繪起算點對于之后的高程擬合來說十分重要，高程測繪的起算點精確度提高了，那么之后的高程擬合精確度必然會有所提升。除此之外，在實際的測繪工作中，測繪人員還會十分關注高程測繪的控制點精度。高程測繪控制點的精度構成主要由兩大方面：一是測量精度級別；二是穩定性。與此同時，在實際的測繪過程中，一定要關注水準點的數量，水準點的數量不可太多也不可太少。如果水準點的數量低于6個，那么在之后的擬合過程中，則可能導致精度不足，水準點如果超過15個，那么精度同樣會受到影響。因此，水準點的數量一般以12個為佳。

3 RTK測繪技術精度保證

與影響GPS測繪技術精度的因素不同，影響RTK測繪技術精度的因素主要為執行測繪工作的人員以及相關的測繪設備問題。

通常情況下，RTK測繪技術相關處理軟件的版本、數據連接情況以及信號天線都會影響到RTK測繪技術的精度。除此之外，如果執行測繪的技術人員經驗不足，例如：沒有選擇合適的觀測時間或者沒有發現坐標系中存在的問題，那么同樣會導致測繪精度的不足。不僅如此，測繪基準站點的布置不合理也會影響到測繪的精度。

針對以上問題，在實際的測繪工作中，測繪人員通常會將RTK施測圖根控制點與全站儀相結合，一方面測繪那些RTK能夠作用到的地區；另一方面測繪那些地形地勢條件復雜，RTK技術無法作用到或者測繪精確度較低的地區。這種測繪方式主要應用的地區是那些建筑物較為密集、或者是林木稠密的山區，由于地形地勢條件較為復雜，因此，會出現RTK初始化速度降低，甚至出現失鎖的現象。測繪技術人員將這種測繪方法稱為RTK+全站儀碎部點測量法，主要適用于測繪作業的野外操作。

校核RTK高程數據。眾所周知，RTK高程數據的精確與否直接決定了測繪精確度，因此，測繪人員通常情況下會利用已知點的高程來對觀測數據進行合理的校核，這種方法一方面能夠剔除出一些誤差較大的高程測量數據；另一方面則能夠更好地適應外業觀測較高的標準。

不僅如此，測繪人員還會對RTK接收機的精度進行校核。眾所周知，RTK接收機的精度是明確標注的，但是這種標注的精度通常都是理想測繪環境下的精度，因此，需要測繪人員根據自身所處的測繪環境來靈活的、合理的標注RTK接收機的精度。這樣才能更好地保障RTK接收機得出數據的精確性。

除了以上措施外，在實際的測繪工作中，測繪人員還會采用雙基準站法。顧名思義，所謂的雙基準站法，就是利用雙基準站提升控制點的精度。雙基準站法在實際的實施過程中需要注意控制點之間的距離，一般是在2 000 m左右。除此之外，還要求高程精度符合四等的有關標準，平面精度要符合一級導線的相關標準。不僅如此，還要要求流動站的對中整平最好利用三腳架進行。

4 結語

綜上所述，該文主要對GPS測繪技術以及RTK測繪技術的測繪精度問題進行了分析。通過分析影響不同測繪技術精度的因素，從而力求在實際的測繪工作中更好地避免不利因素的影響而提升測繪精度。影響GPS測繪技術精度與RTK測繪技術精度的因素各不相同，因此，在實際的測繪工作中，負責測繪的技術人員要做到靈活處理，根據不同測繪環境的具體狀況，合理調節不同的測繪設備，這樣才能達到最好的測繪效果。

參考文獻

[1] 張高興.全站儀自由設站法監測城區建筑護坡變形的方法研究[C]//《測繪通報》測繪科學前沿技術論壇摘要集.2008.

[2] 柳林，李萬武，鄭永果，等.高精度實時地圖匹配算法研究[C]//中國測繪學會第九次全國會員代表大會暨學會成立50周年紀念大會論文集.2009.

[3] 沈興明，熊忠招，劉清華.“3S”技術在1∶2000土地利用現狀調查中的應用[C]// 測繪荊楚——湖北省測繪學會2005年“索佳杯”學術論文集.2005.