鲍成义

摘 要：本文介绍了RTK定位的误差来源并以实验的方式分析影响精度的因数。

关键词：RTK；误差分析

随着GPS的普及，野外测量越来越便捷，速度越来越快。GPS结果能满足的精度逐步成为广大测量工作者关心的问题。GPS到底能够达到什么精度，影响测量精度的因数有哪些？本文将通过实验对这两个问题进行探讨。

一、理论分析

（一）转换参数

以某GPS为例，转换参数分为四参数、七参数等。

四参数是同一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数，是在投影设置下选定的椭球内GPS坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。四参数的四个基本项分别是：X平移、Y平移、旋转角和比例。四参数要求参与计算的控制点至少要有2个或2个以上。

七参数是分别位于两个椭球内的两个坐标系之间的转换参数，是GPS坐标系和施工坐标系之间的转换参数。七参数的基本项包括：三个平移参数、三个旋转参数和一个比例因子。七参数计算时至少需要3个公共的控制点。

四参数的控制范围较小，一般为5-7公里以内，七参数控制范围较大，一般可达到10公里左右。对于一个测区，应尽量采用七参数，以提高计算模型的精度。但由于控制点条件的限制，有的仅能采用四参数，而测区又要求有较高的测量精度，所以就要采用其他的方法提高测量精度。

（二）测量方法

（1）对中方法。这个在传统测量中同样存在，就不再详述。

（2）数据链、测量时间或测量数据组数。在测区的原始资料已经确定，并且采用了七参数进行坐标转换，提高测量精度的方式就是采用可靠的数据链，适当延长测量时间或者增加测量组数的方法提高测量精度了，以下将通过实验研究其对精度的影响。

二、实验资料分析

以下是采用某GPS采用RTK方式的测量。方案一数据链采用网络，方案二数据链采用电台。采用RTK的方式测量，每15秒自动测量一次，分别测量480个数据。将480个数据的平均值作为未知点的坐标，以下是实测坐标与平均值差值的折线图。

以下是采用网络方式的结果（单位毫米），经数理统计X方向中误差为40毫米，Y方向中误差为24毫米，高程方向中误差为98毫米。

以下是采用电台方式的结果（单位毫米），经数理统计X方向中误差为8毫米，Y方向中误差为6毫米，高程方向中误差为17毫米。

从以上分析表明，使用电台的精度要优于使用网络的精度。

根据国标GB22021-2008规定，四等控制网相邻点间基线水平分量的中误差应不大于±20，垂直分量的中误差应不大于±40。采用网络的测量结果不能满足要求，采用电台的精度可以满足四等控制网的要求。

一般情况下，为了提高测量精度均采用增加测量次数取平均值的方法。理论上如果测量值之间不存在相关性，则平均值中误差与单个值中误差存在如下关系。

S均=S单/√n

为了验证单个测量结果间是否具有相关性，分别对电台法数据每2、3、4、5……20个取平均值，然后对平均值进行统计分析，获得他們的中误差，见下表：

下面是误差值与平均值个数的关系图：

从图中可以清楚的发现中误差的变化并不因为平均值个数的增加而按√n倍的减小，而是随着n的增大而逐渐减小，与n成近视负线性关系，要想进一步提高精度就需要更多的观测数据，这个和静态测量的原理有点相似。

三、对以后工作的启示

要想提高GPSRTK测量的精度，首先转换参数采用七参数的形式，测量中精确对中，并通过实验采用合适的测量次数。通过测量有限几个数据取平均值的方法并不能提高RTK测量的精度，要想提高RTK测量的精度则需要大量的数据。而日常测量仅仅需要采集一次就可以满足精度要求，没有必要进行重复观测浪费时间和精力。

参考文献：

[1]GB 22021-2008 国家大地测量基本技术规定.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.

[2]误差理论与测量平差基础（第三版）武汉大学出版社.