gps接收机rtk测量边长精度检定方法探讨

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时间:2018-07-24

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1、GPS接收机RTK测量边长精度检定方法探讨谭庆林1廖超明2,3秦元丽4(1.广西有色勘察设计院,广西南宁530023;2.广西测绘局,广西南宁5300233.武汉大学GPS工程技术研究中心,湖北武汉430079;4.广西林业科学研究院广西南宁530001)【摘 要】 本文作者结合实际生产经验,通过对GPSRTK测量原理进行深入研究,结合测绘工程应用所关注的精度问题,对RTK测量边长精度指标进行了检定,并通过实例数据推导了各项精度指标评定公式。【关键词】 GPSRTK整周模糊度  GPS接收机硬件、软件性能不断地得到完善,使得RTK测量精度进一步提高,充分展示了GPS动态定位的快速和高效性。我

2、们知道,GPS接收机RTK测量标称精度提供的是基准站与放样点间边长的相对精度,而在控制测量、工程放样、地形图施测工作中,用户更关心的是点位精度、点与点之间的边长精度。因此,准确获取RTK测量点位精度以及点间边长精度,对指导如何应用RTK进行测量、如何进行成果质量控制有着重要的意义。  本文根据RTK测量原理,对如何进行GPS接收机RTK测量边长精度指标检定进行探讨,并结合例子推导了各项精度指标评定公式。  1RTK测量指标检定内容  在我国RTK检定规范尚未出台的情况下,根据RTK测量原理及其特点,结合测绘工程应用所关注的精度问题,对RTK测量精度指标拟定如下三个检测内容:  (1)不同测程

3、RTK测量初始化时间检定;  (2)RTK测量点三维坐标分量精度检定;  (3)RTK测量点间反算边长精度检定。  以下重点对GPS接收机RTK测量边长精度指标检定进行讨论。本文所说的RTK测量边长精度检定指的是RTK测量点间的反算边长精度检定。  2RTK测量指标检定场地  RTK检定场地是对GPS接收机RTK测量指标进行检定的专用场地。为了实验数据外业的准确性,选择在南宁GPS接收机标准检定场进行RTK数据采集。该检定场按照B级网精度进行丈量,网型设计如图1所示。图1RTK测量指标检定场  3RTK测量指标检定方法  下面以一套双频GPS接收机为例子进行RTK测量指标检测,并通过检测数据

4、推导其精度指标评定公式。  3.1不同测程RTK测量初始化时间检定  进行初始化时间检定的目的是对GPS接收机软件、硬件的性能进行检定,评价该仪器进行RTK测量所求定整周模糊度N值的快慢和准确性。实际应用中,RTK测量比较有效的作用半径一般在5km左右,所以本次初始化时间检定按照下表1进行。表1RTK测量初始化时间检定表测试次数12345均值可靠性(%)静态初始化时间(s)1km81113910101005km191715182119100  3.2测量点间反算边长相对精度检定  3.2.1边长与放样点关系  RTK测量点间的边长是由两点的坐标反算求得,两点间距离与点位关系如图2所示。图2两

5、点坐标精度与两点间边长精度关系  根据两点间距离公式:S=  对其进行线性化并由误差传播定律得:    ……………(1)  对于任意RTK测量点,x、y方向的坐标分量中误差可以认为是在同等测量条件下的观测量,是等精度观测量,设mx=my=m,(1)式可以简化为:  ,  式中:m1、m2为放样点点位中误差。  RTK标称精度为a+b×d(d为流动站与基准站的距离,单位km),则放样点的点位先验中误差:mp=a+b×d。在RTK测量中,两相邻放样点与基准站间的距离一般变化不大,为简化计算,可以认为相邻放样点的点位精度相等,则(1)再次简化为:    ……………(2)  式中:ms—为放样点间反

6、算边长精度中误差;  d—为流动站与基准站间作用距离,单位为km。  3.2.2测量点间反算边长精度检定  令RTK检定场任意两点间基线向量的真值为S,基线的静态观测值为Ss,基线的RTK观测值为Sk。两观测值的真误差可表示为:ΔSs=S-Ss,ΔSk=S-Sk;令真误差之差:ds=ΔSk-ΔSs,即:ds=Ss-Sk。根据误差传播定律,有:    ……………(3)  检定场任意两点间静态测量基线的中误差可按照GPS基线向量的弦长精度公式计算:    求得RTK检定场任意两点间基线向量静态测量的中误差:    RTK检定场基线向量的先验权:    ……………(4)  (1)定权  按权倒数传

7、播定律(6-9)可得:    ……………(5)  由式(2)、(4)可得:    代入(5)式可得:    (2)计算RTK检定场检测RTK测量点间边长真误差之差的平均中误差mds  ①由下表(1)可得RTK测量点间边长真误差之差的单位权中误差:    ……………(6)    =±0.8(mm)表1RTK测量点间边长精度比对表  ②计算RTK测量点间边长真误差之差的平均中误差:    ……………(7)    

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