利用gps―rtk技術(shù)提高測量精度的研究

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1、利用GPS―RTK技術(shù)提高測量精度的研究　　摘要：GPS-RTK定位技術(shù)，因其直觀快捷、實時性強(qiáng)、點位誤差不累積等優(yōu)點在測繪生產(chǎn)中得到了普遍的使用。本文主要探討了GPS-RTK定位技術(shù)的測量精度及影響測量精度的幾大因素?！　￡P(guān)鍵詞：GPS-RTK；測量精度；影響因素　　一、GPS-RTK測量的原理及觀測方法　　動態(tài)GPS（RTK）測量是以基準(zhǔn)站為中心，其它流動站（或稱為移動站）相對基準(zhǔn)站的相對定位。GPS使用的是WGS-84坐標(biāo)系，而生產(chǎn)中往往使用的是國家坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系（以下簡稱測區(qū)坐標(biāo)系）。因為坐標(biāo)系的不同，必須先求

2、其轉(zhuǎn)化參數(shù)，才能得到所需坐標(biāo)系的坐標(biāo)。測量時，基準(zhǔn)站的一系列數(shù)據(jù)為已知數(shù)據(jù)，基準(zhǔn)站和各流動站同時對同一組衛(wèi)星進(jìn)行觀測，觀測后基準(zhǔn)站及時把所觀測的信息及已知數(shù)據(jù)通過無線電波分別傳送至各流動站，各流動站在收到基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)的同時，迅速進(jìn)行基線解算、平差、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，最后顯示所測點的測區(qū)坐標(biāo)。應(yīng)用這一原理，GPS-RTK可以及時準(zhǔn)確的測得每一待測點的坐標(biāo)。　　GPS-RTK測量首先要通過4個以上點的WGS2-84坐標(biāo)和測區(qū)坐標(biāo)系坐標(biāo)，計算本測區(qū)的各項轉(zhuǎn)換參數(shù)。轉(zhuǎn)換參數(shù)直接關(guān)系到測量成果的準(zhǔn)確性。因此，計算轉(zhuǎn)換參數(shù)時要認(rèn)真仔細(xì)。然后

3、，選擇基準(zhǔn)站的架設(shè)位置，基準(zhǔn)站應(yīng)架設(shè)在測區(qū)中央周圍無遮擋物的已知點上，此時，即可啟動基準(zhǔn)站開始測量。流動站到達(dá)待測點后開機(jī)，等待接收機(jī)初始化，初始化完成后，即開始測量。接收機(jī)接收到所設(shè)定的歷元數(shù)后，這一點的測量過程即完成，顯示該點的三維坐標(biāo)。其它各點的測量重復(fù)進(jìn)行即可，直至所有點觀測完成?！　《?、GPS-RTK測量精度分析　　GPS-RTK測量平面和高程精度統(tǒng)計：　?。?）在某工程中GPS-RTK測量成果與已知點成果比較：（單位：m）見表1　?。?）不同基站或不同時段重復(fù)測量成果比較表：　　其中最大值為6.1cm，點位較差

4、中誤差：M?S=0.028/-0.028?！　。?）通視點間坐標(biāo)反算邊長與全站儀實測邊長比較表：　　其中最大值為5.4cm，邊長中誤差：Ms=0.018/-0.018?！　。?）GPS-RTK測量高程與四等水準(zhǔn)高程較差表：　　其中最大值5.8cm，高程較差中誤差：Mh=0.014/-0.014?！　囊陨细鞅砜梢缘贸觯篏PS-RTK測量成果與已知點的比較，點位中誤差為0.028/-0.028，重復(fù)測量較差全部在7.25cm內(nèi)，較差中誤差為2.4cm/-2.4cm，故GPS-RTK測量成果能夠達(dá)到最弱點位誤差土5cm/-5c

5、m的精度要求；反算邊長與全站儀實測邊長90%在2cm之內(nèi)，邊長中誤差為1.8cm/-1.8cm；GPS-RTK測量高程與四等水準(zhǔn)高程較差中誤差為1.4cm/-1.4cm。　　三、影響GPS-RTK測量的精度的因素　　1轉(zhuǎn)換參數(shù)的影響　　計算轉(zhuǎn)換參數(shù)所選擇的點要均勻分布于測區(qū)四周，并且要多選擇幾組進(jìn)行計算分析，避免出現(xiàn)粗差和錯誤合理選擇控制網(wǎng)中已知的WGS-84和北京54坐標(biāo)（或地方獨立坐標(biāo)）以及高程的公共點，求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，為RTK測量作好準(zhǔn)備。選擇轉(zhuǎn)換參數(shù)時注意以下幾個問題?！　。?）要選測區(qū)四周及中心的控制點，均勻分布。

6、為提高轉(zhuǎn)化精度，最好選3個以上的公共點，利用最小二乘法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)?！　。?）在GPS-RTK作業(yè)前，一般情況下已布好本區(qū)GPS基礎(chǔ)控制，根據(jù)內(nèi)業(yè)計算得到各個控制點的WGS-84坐標(biāo)和當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，在內(nèi)業(yè)計算得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，直接將參數(shù)輸人RTK控制手簿，這種方法算得的參數(shù)較準(zhǔn)確。　?。?）在有國家控制點高斯坐標(biāo)無GPS控制資料的情況下，可以利用流動站在控制點現(xiàn)場逐點進(jìn)行WGS-84定位測量，觀測時間不少于5min，當(dāng)不少于三點測量完成后，即可利用控制手簿解算出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，并利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84坐標(biāo)自動轉(zhuǎn)換為北京5

7、4坐標(biāo)。2、測量作業(yè)的控制區(qū)域的影響　　測量作業(yè)范圍受轉(zhuǎn)換控制點的約束，一般應(yīng)在轉(zhuǎn)換控制點的控制圓區(qū)域內(nèi)作業(yè)，否則測量精度就大受影響?！　?、衛(wèi)星信號的影響　　GPS是通過衛(wèi)星來定位的，衛(wèi)星信號的接收是GPS定位的基礎(chǔ)。由于衛(wèi)星分布隨時間變化而變化，不同時段衛(wèi)星數(shù)量和位置都不同。在衛(wèi)星數(shù)量較多和位置圖形較佳時，天線接收信號較好，初始化時間就短，精度較高；反之，即使天空中有足夠的衛(wèi)星，但由于基準(zhǔn)站和流動站沒能同時接收到足夠的衛(wèi)星信號，使初始化時間很長，測量精度很差，甚至不能解算出固定解。同時，由于基準(zhǔn)站或流動站選擇位置不當(dāng)，

8、會使部分衛(wèi)星信號被高樓等建筑物阻擋，出現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)量不足；或衛(wèi)星信號被周圍物體反射再接收而產(chǎn)生“多路徑效應(yīng)”，使測量出現(xiàn)錯誤?！　?、GPS-RTK主要儀器設(shè)備的影響　?。?）基準(zhǔn)站的影響　　基準(zhǔn)站設(shè)置不在測區(qū)中央，周圍有干擾衛(wèi)星信號和無線電波發(fā)射的物體存在等，這些將直接影響觀測成果的精度?！　、僭O(shè)站時要限