利用gps―rtk技术提高测量精度的研究

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1、利用GPS―RTK技术提高测量精度的研究　　摘要：GPS-RTK定位技术，因其直观快捷、实时性强、点位误差不累积等优点在测绘生产中得到了普遍的使用。本文主要探讨了GPS-RTK定位技术的测量精度及影响测量精度的几大因素。　　关键词：GPS-RTK；测量精度；影响因素　　一、GPS-RTK测量的原理及观测方法　　动态GPS（RTK）测量是以基准站为中心，其它流动站（或称为移动站）相对基准站的相对定位。GPS使用的是WGS-84坐标系，而生产中往往使用的是国家坐标系或地方坐标系（以下简称测区坐标系）。因为坐标系的不同，必须先求

2、其转化参数，才能得到所需坐标系的坐标。测量时，基准站的一系列数据为已知数据，基准站和各流动站同时对同一组卫星进行观测，观测后基准站及时把所观测的信息及已知数据通过无线电波分别传送至各流动站，各流动站在收到基准站数据的同时，迅速进行基线解算、平差、坐标系统转换，最后显示所测点的测区坐标。应用这一原理，GPS-RTK可以及时准确的测得每一待测点的坐标。　　GPS-RTK测量首先要通过4个以上点的WGS2-84坐标和测区坐标系坐标，计算本测区的各项转换参数。转换参数直接关系到测量成果的准确性。因此，计算转换参数时要认真仔细。然后

3、，选择基准站的架设位置，基准站应架设在测区中央周围无遮挡物的已知点上，此时，即可启动基准站开始测量。流动站到达待测点后开机，等待接收机初始化，初始化完成后，即开始测量。接收机接收到所设定的历元数后，这一点的测量过程即完成，显示该点的三维坐标。其它各点的测量重复进行即可，直至所有点观测完成。　　二、GPS-RTK测量精度分析　　GPS-RTK测量平面和高程精度统计：　　（1）在某工程中GPS-RTK测量成果与已知点成果比较：（单位：m）见表1　　（2）不同基站或不同时段重复测量成果比较表：　　其中最大值为6.1cm，点位较差

4、中误差：M?S=0.028/-0.028。　　（3）通视点间坐标反算边长与全站仪实测边长比较表：　　其中最大值为5.4cm，边长中误差：Ms=0.018/-0.018。　　（4）GPS-RTK测量高程与四等水准高程较差表：　　其中最大值5.8cm，高程较差中误差：Mh=0.014/-0.014。　　从以上各表可以得出：GPS-RTK测量成果与已知点的比较，点位中误差为0.028/-0.028，重复测量较差全部在7.25cm内，较差中误差为2.4cm/-2.4cm，故GPS-RTK测量成果能够达到最弱点位误差土5cm/-5c

5、m的精度要求；反算边长与全站仪实测边长90%在2cm之内，边长中误差为1.8cm/-1.8cm；GPS-RTK测量高程与四等水准高程较差中误差为1.4cm/-1.4cm。　　三、影响GPS-RTK测量的精度的因素　　1转换参数的影响　　计算转换参数所选择的点要均匀分布于测区四周，并且要多选择几组进行计算分析，避免出现粗差和错误合理选择控制网中已知的WGS-84和北京54坐标（或地方独立坐标）以及高程的公共点，求解转换参数，为RTK测量作好准备。选择转换参数时注意以下几个问题。　　（1）要选测区四周及中心的控制点，均匀分布。

6、为提高转化精度，最好选3个以上的公共点，利用最小二乘法求解转换参数。　　（2）在GPS-RTK作业前，一般情况下已布好本区GPS基础控制，根据内业计算得到各个控制点的WGS-84坐标和当地坐标，在内业计算得到坐标转换参数，直接将参数输人RTK控制手簿，这种方法算得的参数较准确。　　（3）在有国家控制点高斯坐标无GPS控制资料的情况下，可以利用流动站在控制点现场逐点进行WGS-84定位测量，观测时间不少于5min，当不少于三点测量完成后，即可利用控制手簿解算出坐标转换参数，并利用坐标转换参数将WGS-84坐标自动转换为北京5

7、4坐标。2、测量作业的控制区域的影响　　测量作业范围受转换控制点的约束，一般应在转换控制点的控制圆区域内作业，否则测量精度就大受影响。　　3、卫星信号的影响　　GPS是通过卫星来定位的，卫星信号的接收是GPS定位的基础。由于卫星分布随时间变化而变化，不同时段卫星数量和位置都不同。在卫星数量较多和位置图形较佳时，天线接收信号较好，初始化时间就短，精度较高；反之，即使天空中有足够的卫星，但由于基准站和流动站没能同时接收到足够的卫星信号，使初始化时间很长，测量精度很差，甚至不能解算出固定解。同时，由于基准站或流动站选择位置不当，

8、会使部分卫星信号被高楼等建筑物阻挡，出现卫星数量不足；或卫星信号被周围物体反射再接收而产生“多路径效应”，使测量出现错误。　　4、GPS-RTK主要仪器设备的影响　　（1）基准站的影响　　基准站设置不在测区中央，周围有干扰卫星信号和无线电波发射的物体存在等，这些将直接影响观测成果的精度。　　①设站时要限