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GPS(RTK)控制测量平面及高程精度分析
作者：周文彬
来源：《中国科技纵横》2012年第02期
摘要：近年来随着GPS发展采用载波相位实时动态差分技术进行相对定位的GPS RTK方法,能够在野外实时地得到厘米级定位精度,可以极大地提高作业效率。本文对GPS RTK的精度进行试验研究,利用实测数据对其校正精度进行对比分析,并探讨影响校正精度的主要因素。 关键词：GPS RTK 控制测量 控制点 精度
1、GPS(RTK)控制测量
为了确定动态GPS(RTK)控制测量的精度,笔者在哈尔滨对已布设了D级GPS控制网进行了动态GPS(RTK)测量和静态GPS测量成果的比较。并联测了四等水准的1个D级GPS点，进行了水准测量和用动态GPS(RTK)测量高程的比较。设计方案如下：使用南方9600 GPS接收机进行动态GPS(RTK)测量的实验。选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。基准站设定在测区,地势较高,周围无遮挡物,对D级GPS控制网进行了动态GPS(RTK)测量，并且联测了四等水准的1个D级GPS点。共观测了15个重复点。 本次观测采用南方9600 GPS接收机进行动态GPS(RTK)测量的实验。 1.1 对测区转换参数的确定
选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。 操作：工具→计算七参数
为了获得更精确的七参数坐标转换，这时用户需要知道三个已知点的地方坐标和这三个点的WGS-84坐标，可以计算出七个参数，即WGS-84坐标转换到地方坐标的七个转换参数，用户单击确定，就会输入到七参数对话框中。可以直接输入三个已知点的地方坐标和这三个点的WGS-84坐标，按右上方的“OK”按钮，就会计算出七参数，计算出七参数后，系统会自动打开参数开关，单击“OK”按钮，则在测量中就可以利用该参数进行校正得出测量点的正确坐标。 1.2 使用两点校正 步骤如下：
(1)使用测量菜单下的校正向导菜单。选中菜单后，界面如下图1.1：
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图1.1 校正模式选择
选择下一步后，界面如下图1.2： 图1.2 基准站架设在未知点（向导1） 根据向导提示，输入已知坐标后，直接校正。
(2)完成移动站1的单点校正后，到第二个移动站使用测量菜單下的校正向导菜单。选中菜单后，界面如下图1.3： 图1.3 校正模式选择
选择下一步后，界面如下图1.4： 图1.4 基准站架设在未知点（向导1）
根据向导提示，输入已知坐标后，直接校正，然后开始测量。共观测了15个重复点。为了减少人为误差和偶然误差的影响,观测时每一个点的观测时间设定为5s,每一点观测3次,对3次观测进行了比较,当3次观测中最大和最小点位误差大于5cm时,剔除和平均值相差较大的一个,剩余的取其平均值作为最后观测成果并和静态GPS坐标、水准高程进行比较,见表1.1、表1.2。
2、对比分析
通过比较,点位误差最大为6.04cm,最小为1.22cm,中误差为±4.21cm;高程误差最大为8.8cm,最小为0.2cm,中误差为±4.68cm。由此可知,动态GPS(RTK)测量的成果是准确可靠的,精度也是较高的。(1)本次实验的精度良好，平面精度完全可以满足一二级导线的要求,而且高程精度可以满足四等及等外水准的要求。(2)RTK图根点相距不宜过长和过短，因为GPS(RTK)具有误差不积累的特点，两点间过短，误差容易超限；过长，控制点的密度达不到要求。(3)误差与流动站至基准站的距离成正比，因此解求转换参数的已知点应分布均匀。(4)要充分考虑保证RTK测量数据的质量。(5)本次实验个数有些偏少，偶然误差的统计特性需要大量的观测数据才能表现出来。这15个点是否具备偶然误差的四大特性、误差出现与时间的关系特点等，还需要进一步的研究。 3、结语
GPS(RTK)的出现是对传统测量方法的一次重大变革,对许多常规测量技术产生了极大冲击，用GPS(RTK)进行控制测量，通过本文的实际工程的实践与研究探讨可得出以下结论：(1)由于GPS 测量受卫星、信号传播及接收设备等各种因素的影响,作业中将不可避免地产生多种误差甚至粗差。因此,为了确保GPS观测成果的正确、可靠,必须对外业观测成果进行及时、全
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面的检核。(2)GPS RTK应用于控制测量有其他仪器不能比拟的优点：1)减少人力费用。2)定位精度高，测站间无需通视。3)操作简便，容易使用。4)能全天候、全天时地作业。(3)在观测条件良好的情况下，采取有效的措施，动态GPS(RTK)测量不仅能进行图根导线和像控点的测量,平面精度完全可以满足一二级导线的要求,而且高程精度可以满足四等及等外水准的要求。总之，GPS RTK技术用于控制测量，是其他常规测量难以进行的工作，特别是大型工程（比如说水电站施工控制网的建立，有时甚至根本无法实施），一直是工程测量人员较为关注的问题。 参考文献
[1]汪志明,徐亚明,汪志良 等.GPS RTK技术在武钢堆料场矿料体积测量中的应用[J].测绘信息与工程,2003,28(1):22-26.
[2]雷迎春,李素荣.GPS实时动态测量（RTK）技术在山区石油地震勘探中的应用[J].测绘工程,1999,8(2):36-39.
