淺談GPS RTK點校正方法與適用范圍

詹勇　梁柱信

摘要：介紹了RTK點校正中的大地坐標(biāo)與高斯平面直角坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換步驟與原理，以及幾種常用的GPS RTK點校正方法，并探討了各種校正方法，對觀測的平面坐標(biāo)及高程進(jìn)行了精度的分析和比較。

關(guān)鍵詞：RTK；點校正；內(nèi)業(yè)校正；高程異常；高程擬合

中圖分類號：P201.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）10025003

1引言

RTK技術(shù)是基于載波相位觀測值基礎(chǔ)上的實時動態(tài)定位技術(shù)，其采用了載波相位動態(tài)實時差分（Real Time Kinematic）方法，可在野外實時獲得所測點在特定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級定位精度。

RTK測量是以WGS-84坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，野外作業(yè)中使用大地坐標(biāo)：經(jīng)緯度與大地高（B，L，H）。而目前國內(nèi)各工程項目多采用1954北京坐標(biāo)系（簡稱：BJ-54）或1980西安坐標(biāo)系（簡稱：XA-80），并經(jīng)過高斯投影的平面直角坐標(biāo)（x，y）。

按相關(guān)法律規(guī)定，我國采用的高程系統(tǒng)為正常高系統(tǒng)。目前高程則采用1985國家高程基準(zhǔn)。同一點的大地高與正常高兩系統(tǒng)的高程差值為高程異常ξ（ξ=Η大地-Η正常）。因此正確求解兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，是影響RTK測量成果精度的關(guān)鍵因素。

6總結(jié)

（1）外業(yè)已知點校正，只要兩個平高控制點，就可將小范圍工作區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)換關(guān)系初步建立起來。雖然精度稍低，但工作效率很高。當(dāng)工作范圍較大，且工作相對集中在某一小區(qū)域，控制點間相距較遠(yuǎn)時，采用已知點校正。

由于本方法是利用一個控制點的高程擬合去推算其它點的高程，它的作業(yè)半徑有限，以2～3km為宜。要繼續(xù)向外擴大控制面積和提高定位精度，可在后繼外業(yè)工作中，增加外業(yè)校正的控制點。當(dāng)控制點越多，精度會持續(xù)提高到一個限值。可在將工作區(qū)域內(nèi)的控制點都加入校正后，對工作區(qū)域內(nèi)的測點進(jìn)行二次修正，從而保證外業(yè)測點的精度。

（2）GPS衛(wèi)星狀態(tài)與信號影響測點的精度，進(jìn)而影響到點校正的精度。要求盡可能選擇可靠時段，進(jìn)行外業(yè)RTK數(shù)據(jù)采集。

（3）作業(yè)人員工作態(tài)度影響點校正的精度。要求操作人員認(rèn)真、仔細(xì)。儀器高的量取、儀器架設(shè)等要按二人規(guī)范要求執(zhí)行。

7結(jié)語

（1）控制點的數(shù)量應(yīng)足夠。一般來講，平面控制應(yīng)至少3個，高程控制應(yīng)根據(jù)地形地貌條件，數(shù)量要求會更多（比如6個或以上）以確保擬合精度要求。

（2）控制點的控制范圍和分布的合理性?？刂品秶鷳?yīng)以能夠覆蓋整個工區(qū)為原則，一般情況下，相鄰控制點之間的距離在3～5km，所謂分布的合理性主要是指控制點分布的均勻性，當(dāng)然控制點是越多越好。

（3）已知點少時，點位決定精度。如果只有兩個點情況下，兩已知點距離不宜太近（以點間距超過500m為宜），作業(yè)范圍不超過兩點距離的1.5倍。

（4）控制點精度應(yīng)統(tǒng)一。用于求參數(shù)的控制點應(yīng)是經(jīng)過統(tǒng)一平差的點。

RTK測量技術(shù)經(jīng)歷了快速發(fā)展，操作方法越來越簡，應(yīng)用范圍越來越廣。但要更好地應(yīng)用RTK技術(shù)，還要測量人員對其原理、性能、使用細(xì)節(jié)和注意事項等情況理解并掌握到位，工作中認(rèn)真、仔細(xì)，這樣才能有效地保證RTK測量精度，提高作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐紹銓.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社，1998.

[2] 劉基余，李征航，王躍虎，等.全球定位系統(tǒng)原理與應(yīng)用[J].北京：測繪出版社，1999.

[3] 張希黔，黃聲享，姚剛.GPS在建筑施工中的應(yīng)用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[4] 李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M] .武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[5] 余小龍，胡學(xué)奎.GPS RTK技術(shù)的優(yōu)缺點及發(fā)展前景[J].測繪通報，2007（10） .

[6] 徐仕琪，張曉帆.關(guān)于利用七參數(shù)法進(jìn)行WGS-84和BJ-54坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題的探討[J].測繪與空間地理信息，2007（10）.endprint

摘要：介紹了RTK點校正中的大地坐標(biāo)與高斯平面直角坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換步驟與原理，以及幾種常用的GPS RTK點校正方法，并探討了各種校正方法，對觀測的平面坐標(biāo)及高程進(jìn)行了精度的分析和比較。

關(guān)鍵詞：RTK；點校正；內(nèi)業(yè)校正；高程異常；高程擬合

中圖分類號：P201.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）10025003

1引言

RTK技術(shù)是基于載波相位觀測值基礎(chǔ)上的實時動態(tài)定位技術(shù)，其采用了載波相位動態(tài)實時差分（Real Time Kinematic）方法，可在野外實時獲得所測點在特定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級定位精度。

RTK測量是以WGS-84坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，野外作業(yè)中使用大地坐標(biāo)：經(jīng)緯度與大地高（B，L，H）。而目前國內(nèi)各工程項目多采用1954北京坐標(biāo)系（簡稱：BJ-54）或1980西安坐標(biāo)系（簡稱：XA-80），并經(jīng)過高斯投影的平面直角坐標(biāo)（x，y）。

按相關(guān)法律規(guī)定，我國采用的高程系統(tǒng)為正常高系統(tǒng)。目前高程則采用1985國家高程基準(zhǔn)。同一點的大地高與正常高兩系統(tǒng)的高程差值為高程異常ξ（ξ=Η大地-Η正常）。因此正確求解兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，是影響RTK測量成果精度的關(guān)鍵因素。

6總結(jié)

（1）外業(yè)已知點校正，只要兩個平高控制點，就可將小范圍工作區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)換關(guān)系初步建立起來。雖然精度稍低，但工作效率很高。當(dāng)工作范圍較大，且工作相對集中在某一小區(qū)域，控制點間相距較遠(yuǎn)時，采用已知點校正。

由于本方法是利用一個控制點的高程擬合去推算其它點的高程，它的作業(yè)半徑有限，以2～3km為宜。要繼續(xù)向外擴大控制面積和提高定位精度，可在后繼外業(yè)工作中，增加外業(yè)校正的控制點。當(dāng)控制點越多，精度會持續(xù)提高到一個限值?？稍趯⒐ぷ鲄^(qū)域內(nèi)的控制點都加入校正后，對工作區(qū)域內(nèi)的測點進(jìn)行二次修正，從而保證外業(yè)測點的精度。

（2）GPS衛(wèi)星狀態(tài)與信號影響測點的精度，進(jìn)而影響到點校正的精度。要求盡可能選擇可靠時段，進(jìn)行外業(yè)RTK數(shù)據(jù)采集。

（3）作業(yè)人員工作態(tài)度影響點校正的精度。要求操作人員認(rèn)真、仔細(xì)。儀器高的量取、儀器架設(shè)等要按二人規(guī)范要求執(zhí)行。

7結(jié)語

（1）控制點的數(shù)量應(yīng)足夠。一般來講，平面控制應(yīng)至少3個，高程控制應(yīng)根據(jù)地形地貌條件，數(shù)量要求會更多（比如6個或以上）以確保擬合精度要求。

（2）控制點的控制范圍和分布的合理性?？刂品秶鷳?yīng)以能夠覆蓋整個工區(qū)為原則，一般情況下，相鄰控制點之間的距離在3～5km，所謂分布的合理性主要是指控制點分布的均勻性，當(dāng)然控制點是越多越好。

（3）已知點少時，點位決定精度。如果只有兩個點情況下，兩已知點距離不宜太近（以點間距超過500m為宜），作業(yè)范圍不超過兩點距離的1.5倍。

（4）控制點精度應(yīng)統(tǒng)一。用于求參數(shù)的控制點應(yīng)是經(jīng)過統(tǒng)一平差的點。

RTK測量技術(shù)經(jīng)歷了快速發(fā)展，操作方法越來越簡，應(yīng)用范圍越來越廣。但要更好地應(yīng)用RTK技術(shù)，還要測量人員對其原理、性能、使用細(xì)節(jié)和注意事項等情況理解并掌握到位，工作中認(rèn)真、仔細(xì)，這樣才能有效地保證RTK測量精度，提高作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐紹銓.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社，1998.

[2] 劉基余，李征航，王躍虎，等.全球定位系統(tǒng)原理與應(yīng)用[J].北京：測繪出版社，1999.

[3] 張希黔，黃聲享，姚剛.GPS在建筑施工中的應(yīng)用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[4] 李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M] .武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[5] 余小龍，胡學(xué)奎.GPS RTK技術(shù)的優(yōu)缺點及發(fā)展前景[J].測繪通報，2007（10） .

[6] 徐仕琪，張曉帆.關(guān)于利用七參數(shù)法進(jìn)行WGS-84和BJ-54坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題的探討[J].測繪與空間地理信息，2007（10）.endprint

摘要：介紹了RTK點校正中的大地坐標(biāo)與高斯平面直角坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換步驟與原理，以及幾種常用的GPS RTK點校正方法，并探討了各種校正方法，對觀測的平面坐標(biāo)及高程進(jìn)行了精度的分析和比較。

關(guān)鍵詞：RTK；點校正；內(nèi)業(yè)校正；高程異常；高程擬合

中圖分類號：P201.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）10025003

1引言

RTK技術(shù)是基于載波相位觀測值基礎(chǔ)上的實時動態(tài)定位技術(shù)，其采用了載波相位動態(tài)實時差分（Real Time Kinematic）方法，可在野外實時獲得所測點在特定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級定位精度。

RTK測量是以WGS-84坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，野外作業(yè)中使用大地坐標(biāo)：經(jīng)緯度與大地高（B，L，H）。而目前國內(nèi)各工程項目多采用1954北京坐標(biāo)系（簡稱：BJ-54）或1980西安坐標(biāo)系（簡稱：XA-80），并經(jīng)過高斯投影的平面直角坐標(biāo)（x，y）。

按相關(guān)法律規(guī)定，我國采用的高程系統(tǒng)為正常高系統(tǒng)。目前高程則采用1985國家高程基準(zhǔn)。同一點的大地高與正常高兩系統(tǒng)的高程差值為高程異常ξ（ξ=Η大地-Η正常）。因此正確求解兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，是影響RTK測量成果精度的關(guān)鍵因素。

6總結(jié)

（1）外業(yè)已知點校正，只要兩個平高控制點，就可將小范圍工作區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)換關(guān)系初步建立起來。雖然精度稍低，但工作效率很高。當(dāng)工作范圍較大，且工作相對集中在某一小區(qū)域，控制點間相距較遠(yuǎn)時，采用已知點校正。

由于本方法是利用一個控制點的高程擬合去推算其它點的高程，它的作業(yè)半徑有限，以2～3km為宜。要繼續(xù)向外擴大控制面積和提高定位精度，可在后繼外業(yè)工作中，增加外業(yè)校正的控制點。當(dāng)控制點越多，精度會持續(xù)提高到一個限值?？稍趯⒐ぷ鲄^(qū)域內(nèi)的控制點都加入校正后，對工作區(qū)域內(nèi)的測點進(jìn)行二次修正，從而保證外業(yè)測點的精度。

（2）GPS衛(wèi)星狀態(tài)與信號影響測點的精度，進(jìn)而影響到點校正的精度。要求盡可能選擇可靠時段，進(jìn)行外業(yè)RTK數(shù)據(jù)采集。

（3）作業(yè)人員工作態(tài)度影響點校正的精度。要求操作人員認(rèn)真、仔細(xì)。儀器高的量取、儀器架設(shè)等要按二人規(guī)范要求執(zhí)行。

7結(jié)語

（1）控制點的數(shù)量應(yīng)足夠。一般來講，平面控制應(yīng)至少3個，高程控制應(yīng)根據(jù)地形地貌條件，數(shù)量要求會更多（比如6個或以上）以確保擬合精度要求。

（2）控制點的控制范圍和分布的合理性?？刂品秶鷳?yīng)以能夠覆蓋整個工區(qū)為原則，一般情況下，相鄰控制點之間的距離在3～5km，所謂分布的合理性主要是指控制點分布的均勻性，當(dāng)然控制點是越多越好。

（3）已知點少時，點位決定精度。如果只有兩個點情況下，兩已知點距離不宜太近（以點間距超過500m為宜），作業(yè)范圍不超過兩點距離的1.5倍。

（4）控制點精度應(yīng)統(tǒng)一。用于求參數(shù)的控制點應(yīng)是經(jīng)過統(tǒng)一平差的點。

RTK測量技術(shù)經(jīng)歷了快速發(fā)展，操作方法越來越簡，應(yīng)用范圍越來越廣。但要更好地應(yīng)用RTK技術(shù)，還要測量人員對其原理、性能、使用細(xì)節(jié)和注意事項等情況理解并掌握到位，工作中認(rèn)真、仔細(xì)，這樣才能有效地保證RTK測量精度，提高作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐紹銓.GPS測量原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社，1998.

[2] 劉基余，李征航，王躍虎，等.全球定位系統(tǒng)原理與應(yīng)用[J].北京：測繪出版社，1999.

[3] 張希黔，黃聲享，姚剛.GPS在建筑施工中的應(yīng)用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[4] 李征航，黃勁松.GPS測量與數(shù)據(jù)處理[M] .武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[5] 余小龍，胡學(xué)奎.GPS RTK技術(shù)的優(yōu)缺點及發(fā)展前景[J].測繪通報，2007（10） .

[6] 徐仕琪，張曉帆.關(guān)于利用七參數(shù)法進(jìn)行WGS-84和BJ-54坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題的探討[J].測繪與空間地理信息，2007（10）.endprint