GPS RTK测量的误差分析

2012-04-10李艳华

黑龙江水利科技 2012年2期

李艳华，王辉

(宁安市水务局，黑龙江宁安157400)

1 概述

GPS RTK(Real Time Kinematic，实时动态)能够适时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果。目前，GPS RTK技术主要用于地形测量的碎步点采集、施工放样等。由于影响GPS测量质量的因素很多，分析RTK测量在工程测量中产生误差的原因，采取有效措施减少各种不利因素的影响，无疑对提高测绘成果的质量会大有好处。

2 误差

2.1 GPS RTK观测中存在的误差种类

GPS RTK观测中存在的误差主要有:

1)与卫星有关的误差。包括星历误差，卫星钟误差，相对论效应等。

2)与传播途径有关的误差。包括信号的传输，电离层延迟，对流层延迟、多路径传播产生的周跳等。

3)与接收设备有关的误差，主要是接收机误差。钟差，天线相位中心的偏差等。

2.2 GPS TRK观测中存在的误差对测量的影响

对测量的影响包括4个方面:

2.2.1 作业的环境影响

在GPS RTK测量过程中，作业环境的影响是非常大的。基于GPS系统的原理，接收机收到来自不同卫星信号的质量，对准确定位起到绝对性的作用。其中最有威胁的是物体的遮挡。如山体、建筑物、树冠等等，因此，良好的作业环境，成为不可忽视的条件。

2.2.2 转换参数的影响

WGS－84坐标系到地方坐标系的转换参数计算，这时RTK测量实现实时提供坐标和高程的重要环节，而坐标转换参数的确定误差是RTK作业的主要误差源之一。

2.2.3 数据通信传输

RTK作业的特点和优势在于操作灵活，作业半径较大。但是对数据通讯的信号依赖程度较高，由于数据信号的衰减问题，也会使测量成果受到影响。

2.2.4 人为因素影响

RTK作业人为因素会带来直接的影响，重要的是测量人员要进行必要的培训，增加熟练程度，正确进行操作。如:基准站数据要输入准确，流动站采集数据时接收机天线要保持垂直，否则会降低测点精度，观测时间要在较好的时间段进行等。

3 坚守误差的应对措施

坚守误差应对的措施包括6个方面:

3.1 转换参数

目前求解转换参数，通常采用的是七参数法和三参数法，无论采取哪种方法，求解转换参数应当考虑以下3个方面:

1)已知公共点应尽可能选择在测区的四周及中心。均匀分布，位置合适，能有效控制测区内的测量精度。

2)坐标转换参数的精度与选用的已知点坐标精度密切相关，参与坐标转换的已知点WGS—84坐标和地方坐标都需要具有满足测量需要的较高精度。

3)坐标转换参数的精度和准确性，应进行必要的检核。

综合以上，各种产生误差和影响RTK测量的因素，应该在实际的GPS作业中加以充分的重视，采取必要的措施来避免和减少误差影响。

3.2 数据通讯

数据传输的条件比较复杂，在RTK作业中一方面要采取措施减小传输信号的衰减影响，一方面要增强通讯的能力。一般情况下应考虑采取以下4点措施:

1)提高基准站天线架设的高度。

2)使用高增益天线。

3)流动站到基准站的距离要在合理范围内。

4)必要时采用网络通信技术。

保证数据系统的畅通，是RTK作业取得成功的基础。

3.3 基准站设置的作业环境

RTK测量，基准站的设置非常重要，将直接影响到RTK测量的质量。为避免多路径效应的影响，基准站的设置要远离大功率无线电台，变电所、高压线等，远离无线电发射源(如电台、电视台、微波站等)，附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等)。

基准站的设置应有利于测区工作的开展，基准站位置应视野开阔，交通方便。基准站及数据链电台发射天线必须具有一定高度。

基准站作业受到周围环境干扰影响时，会对流动站测量产生直接的影响，甚至无法固定。此时应及时改变RTK作业频率或迁站。

3.4 检测

为避免RTK测量结果出现粗差，RTK作业时必须对测量结果进行必要的检验。

检验方法包括3个:

1)是对已知控制点进行检测。

2)不同的基准站对同一点进行检测。

3)不同的流动站对同一点进行重复检测。

3.5 校核

由于GPS RTK技术的广泛应用，在同一测区，可能会有相同的GPS接收机在同时工作。RTK测量工作中可能会接收到其他的GPS信号，此时也能进行测量和固定，但是可能产生错误的测量结果。应注意外部其他测量信息的影响，避免错误发生。一般情况下测量手簿会有短暂信息提示，测量工作中应及时利用已知点进行检查校核。