單機站RTK林區作業測量成果的精度評測

王俊文

（黑龍江省有色金屬地質勘查七○七隊，黑龍江綏化152000）

單機站RTK林區作業測量成果的精度評測

王俊文*

（黑龍江省有色金屬地質勘查七○七隊，黑龍江綏化152000）

RTK（Real-timekinematic）實時動態差分法，就是一項基于載波相位觀測值的實時動態定位測量技術。在林區作業環境下，由于GPS系統的局限性和RTK數據鏈傳輸本身的問題。對于單基站RTK而言，容易造成儀器初始化時間較長，有時甚至會出現衛星失鎖、不能定位的現象。以南方測繪S86T型RTK儀器在黑龍江省蘿北縣一礦區大比例尺數字測圖中應用為例，對單基站RTK測量成果的精度進行討論分析。

單基站RTK；林區作業；測量成果；精度評測

RTK（Real-timekinematic）實時動態差分法。這是一種新的常用的GPS測量方法，以前的靜態、快速靜態、動態測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度，而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法，它采用了載波相位動態實時差分方法，是GPS應用的重大里程碑，它的出現為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了新曙光，極大地提高了測量外業的作業效率。但其初始化（整周模糊值）的置信度最高為95%左右，加之作業中欠缺必要的檢核條件，可能會不可避免地產生假值或粗差。尤其在林區作業時，由于工作環境惡劣復雜，干擾作業的因素多，使得測量人員對某一些RTK測量成果精度產生懷疑。本文以南方測繪S86T型RTK儀器為例，在黑龍江省蘿北縣某一礦區1∶2000比例尺數字測圖中，通過對單基站RTK實測成果的可靠性進行檢測和精度分析，以確保工區測量工作的有效實施。

1 影響RTK作業可靠性的因素及檢測方法

單基站RTK測量前接收機雖然可以自主初始化，但在林區作業環境下，造成RTK初始化時間較長，有時出現失鎖現象。其主要原因有整個GPS系統的局限性和RTK傳輸數據鏈本身可靠性2個方面。GPS測量依靠的是接收地面以上20000km的衛星發射來的無線電信號。這些信號頻率高，功率低，不易穿透可能阻擋衛星和GPS接收機間的障礙物。事實上，存在于接收機和衛星之間路徑上的任何物體都會對GPS系統的操作產生不利影響。一些物體如房屋，會完全屏蔽衛星信號，一些物體如樹木會部分阻擋、反射或折射信號。一些山體的地形條件對接收衛星信號也有很大影響。而RTK作業的另一個不利因素來源于傳輸數據鏈本身，數據鏈的工作可靠性與周圍的電磁環境以及作用距離都有較大的關系，尤其以在林區作業更為明顯。

鑒于以上幾種情況，林區作業條件下單基站RTK在作業前、作業中都應進行RTK測量成果可靠性的檢測工作。在野外測量時，多采用測量重復基線邊的方法進行成果的復核。RTK作業前，先在已知點上檢測，其坐標較差符合要求后再進行測量。作業中采用不同起算點測定部分重合點，或在同一點上采用2次觀測方法測量，在符合規定限差時方可繼續測量。

2 工程實例與分析

2.1 工程概述

測區位于黑龍江省蘿北縣一礦區，工作區面積3.188km2，主要地貌為山地、丘陵。地勢為北高南低，區內植被較發育，森林覆蓋較多，通視條件較差。平均海拔335m左右，最高為442.5m，最低為187.6m，相對高差240m左右，地形類別為Ⅲ-Ⅳ級。這些復雜的自然地理條件為RTK測量帶來了困難，因此，解決RTK測量的可靠性，并確保測量精度是主要問題。作業內容是測制該區1∶2000數字地形圖，該圖將作為某一礦山選廠建設的設計用圖。采集數據儀器是單基站RTK南方測繪S86T型。初步作業方案是使用靜態GPS測量技術施測測區首級控制點，在此基礎上，使用RTK采集碎部點坐標，室內使用南方測繪Cass9.0成圖軟件編輯成圖。由于林區的特殊地形地貌，要求測量前利用測區的首級控制點進行作業前復核，坐標較差應在3cm以內符合規范要求的情況下方可進行后續測量。在作業過程中，應適當進行2～3次測量成果的復檢工作。

2.2 RTK測量可靠性的檢測

測區首級控制點10個。在其中一個點（J001）上架設基準站，在另外9個點位上架設流動站，對RTK儀器進行初始化的檢測。對流動站上實時的解算坐標與已知成果進行比較，其較差見表1。

表1 RTK測量成果的可靠性檢測的坐標對照表

從表1可以看出：全部坐標較差均在3cm內，平面坐標較差最大值為2.5cm，最小值為0.9cm，平面中誤差為2.25cm；高程較差最大值為2.4cm，最小值為1.5cm，高程中誤差為1.84cm。成果符合檢測限差要求，說明在該測區內測量時使用單基站RTK初始化時成果是可靠的。

2.3 RTK測量成果精度分析

該區測圖工作完成后，使用TOPCON GTS-311S型全站儀分別在已知控制點（J001、G103、G104、G107、G109）上設站，共檢查了191個地形特征點。將全站儀實測坐標與RTK采集數據進行對比，計算兩種觀測方法的坐標較差。若以全站儀測量坐標為真值，檢查點的平面坐標較差和高程坐標較差均在0.5m以內，其精度均能滿足相應規范對1∶2000比例尺地形圖的要求（地形圖檢查點結果統計表略）。從實測成果來看，單基站RTK測量時可靠的，精度也是能符合規范要求的。另需要說明的是：由于森林覆蓋及地形條件的限制，該測區利用單基站RTK完成了大約93%左右的工作量，剩余工作量使用全站儀進行了補測作業，項目實施方案中補充了全站儀測量采集碎部點的工作內容。

3 單基站RTK作業中應注意的問題

（1）控制點位置的選擇：要符合RTK測量的基本要求，盡量選擇對空視野開闊，避開相應的干擾源的地方。如高大樹木覆蓋、建筑物遮擋、大面積水域和高壓線、信號發射塔等。控制點間盡可能的保留通視條件，以便利用全站儀進行檢測和補測的需要。

（2）RTK作業半徑的選擇：林區作業條件下樹林較多、樹木高大，有一定程度的覆蓋性。RTK作業半徑一定要合理選擇，基準站和移動站距離不宜過長，以保證數據鏈信號和衛星信號接收成功。

（3）南方測繪RTK儀器優勢的選擇：利用南方測繪RTK儀器基準站可以架設在未知點上的功能，基準站架設應選取在測區地勢較高開闊處，使用25W大功率外掛電臺，并采用對中桿使天線架設高度為5m以上，這樣可以大大增加基準站差分信號的傳輸距離。每天應根據工作的進展程度，及時調整基準站的架設位置，使其差分信號更好地覆蓋測區。

（4）RTK初始化成果、作業精度要及時進行復核、檢測：為保證其可靠性，作業前、作業中都必須重視成果復核的準確性，達到規定限差后方可進行測量作業。測量中若接收到的衛星數目減少到4顆以下或當衛星數重新升至4顆或更多的時候，都需重新進行初始化。在RTK不能正常工作的區域，要利用全站儀進行必要的檢測和補測工作。

4結束語通過工程實例，我們可以得出結論。林區作業條件下單基站RTK能夠進行快速、動態測量工作，其可靠性與測圖精度能夠得到保證，能夠滿足此次工作比例尺的精度要求。在實際工作中應注意解決制約RTK測量的主要問題，更好的發揮其作業效率高、定位精度高、數據沒有誤差積累、測繪功能強大等特性，從而提高測量工作的作業效率。

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A

1004-5716(2015)10-0118-03

2014-08-14

王俊文（1967-），男（漢族），吉林公主嶺人，工程師，現從事地質測量生產與技術管理工作。