GPS―RTK高程精度分析

摘要: 随着GPS-RTK在工程勘察中的广泛应用，由于RTK高程测量精度的不确定性，人们期望GPS-RTK高程测量可以代替传统的水准仪，因此本文GPS-RTK高程的精度被分析和研究.

GPS―RTK高程精度分析

关建慈: GPS-RTK；海拔;准确性分析

中文图书馆分类号: P228.4文件标识号: A货号: 1009-8631（2012）10-0028-01

1. 简介

在测绘工作中，GPS-RTK具有定位精度高，效率高，不相互观测点，自动化程度高，误差累积小，测绘结果统一，操作简单，全天气等优势. 该领域被广泛使用.

目前，GPS-RTK测量技术已被广泛用于飞机控制，并取得了显着的效益，但是海拔测量存在一些不确定性. 预计GPS-RTK高程测量可以代替传统的水准仪.

在实际的工程测量中，RTK收集WGS-84坐标，其平面坐标经过微分处理. 在校正校正值之后，相对精度更高. 毫无疑问，它已被广泛使用并取得了显著成果. 经济效益. 然而，在将高程精度从地球高程转换为正常高程时，由于高程异常的方法和不确定性不同，因此高程精度存在不确定性. 因此，有必要分析研究影响RTK高程精度的因素. 确定RTK拟合高度的可行性.

2. RTK高程拟合的原理

GPS-RTK具有全天候，高精度，高效和易于操作的特性，因此广泛用于控制测量，地形测量，建筑放样等. 如何利用GPS高程测量代替传统的水准仪获得高精度的水准仪是GPS测量研究的热点. 特别是在一些实际工作中，GPS高程测量不仅可以解决工程中的一些实际问题，而且可以解决GPS技术的问题. 工程中的应用提供了广阔的发展空间. 但是，由于GPS测量的高程系统与水准高程系统之间存在一定的差异（通常称为高程异常或大地水准面间隙），因此有必要准确获取该差值以转换由GPS到水平高程. 由于GPS测得的高程是测站相对于WGS-84椭球的大地高度H，而中国采用的高程系统相对于大地水准面是相对于正常高程h的，因此两者之间的差就是异常高程，用ξ表示，它们之间的关系为:

ξ= H-h

如果知道三个中的任何两个，则可以获得第三个. 已知如果GPS大地高度可以准确地找到该点的高程异常，则可以在更高的水平上解决该点的精度. GPS高程拟合是通过一定的数学方法拟合测量区域的高程异常表面，并对GPS点的高程异常进行插值，以准确找到该高程点. 常用的拟合方法包括直线拟合，二次曲面拟合和多面函数拟合.

3. 影响RTK高度准确性的主要因素和预防措施

3.1影响RTK高程精度的主要因素

（1）接收机公共错误: GPS卫星，在卫星信号传播过程中产生的错误，例如: 卫星时钟错误，星历错误，电离层错误，对流层错误等.

（2）自身的观察误差: 信道延迟，天线相位中心变化，内部噪声等.

（3）校正点的精度和所选校正点的分布: 如果校正点的坐标精度较低，则流动站测量的三维坐标将出现系统偏差. 校正点的分布是否均匀会影响功能拟合面是否合理.

（4）距离误差: 流动站与基准站之间的距离误差，距离越大，精度越差.

（5）是否有树木，房屋等障碍物影响观测的准确性，高压电塔，大面积反射源等影响信号质量.

3.2 GPS-RTK海拔高度必须注意以下问题

（1）GPS-RTK测量的点必须处于固定解状态才能使用.

（2）GPS-RTK仪器的选择应选择精度不低于基线精度5mm + 1ppm，仰角精度10mm + 2ppm，性能相对稳定且受外界环境因素影响较小的GPS-RTK.

（3）应非常准确地测量基站和流动站的天线高度. 这是影响RTK海拔高度准确性的非常重要的因素.

（4）必须确保用于计算转换参数的已知点具有准确的坐标结果，并且必须注意，这些已知点必须在整个测量区域均匀分布，并且必须有3个以上的已知点必须得到保证. 精度越高，越高.

（5）工作半径控制在5公里之内.

（6）通常，RTK观测的采样间隔为1s，每次测量的周期数不少于10. 单个观测的平面会聚精度应小于2cmgpsrtk测量，高度会聚精度应为2cm. 小于3厘米.

（7）RTK测量点应在开阔区域选择，避免使用高压线路和大功率发射站，树林，房屋等.

（8）在RTK操作期间，有效卫星的数量应不小于5，并且点几何图形因子（PDOP）值不应大于6.

（9）每次需要在已知控制点上对移动参考站进行测试时，一个是确认参考站和流动站的输入项和设置正确，另一个是检查两者之间的兼容性. 已知的控制点第三是便于评估根控制的准确性. 当满足上述条件时，RTK升高的精度可以接近±2cm. 结果表明，GPS-RTK标高可以满足大多数平原丘陵地区地形测量的要求.

4. RTK高程粗差和粗差检测与消除

RTK在运行过程中选择的点应满足GPS观测要求，并应根据星历预报结果安排观测时间. 通常，PDOP值小于4. 当PDOP值较大时，更可能出现严重错误. 由于RTK运算结果的可靠性仅为95％到99％，因此在RTK运算过程中不可避免地会出现粗略误差，并且在观察过程中无法准确判断. 因此，消除了观测结果中的粗略误差只能在事后执行，而RTK操作的可靠性只能通过事后消除的方法来提高. 该方法主要是使用一定的冗余观测值进行检查，当然，冗余观测值的数量不应过多，否则会影响RTK运算的效率，并失去RTK运算的意义. 一般的粗略错误消除方法是:

（1）多次初始化观测值并比较观测值以消除严重误差.

（2）当使用RTK点作为根源来控制地形图时，请在相邻点之间使用全站仪进行检查，以检查是否存在粗略误差，以确保结果的可靠性.

5. 结论

以上分析了RTK测量的高程误差的来源，严格控制了各种误差，采取了多种控制措施，选择了合理的操作方法，并从源头进行了质量控制. 高程精度可以满足根高程的需要. 随着CORS技术的发展和应用，RTK将以多种方式代替传统的GPS操作gpsrtk测量，从而大大提高了操作效率. 目前，选择了合适的RTK仪器和操作方法，同时通过全面的质量保证措施，可以获得更加稳定，可靠的操作结果.

参考:

[1]徐少全. GPS测量原理与应用[M]. 武汉: 武汉测绘大学出版社，1998.

[2]张瑜. 提高GPS实时定位精度的方法研究[D]. 武汉: 武汉大学，2000年.

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