單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度分析

王　碩

(阜新市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 市水利科技推廣中心，遼寧 阜新 123099)

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單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度分析

王碩

(阜新市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 市水利科技推廣中心，遼寧 阜新 123099)

摘要：在工程應(yīng)用中，往往由于測(cè)區(qū)范圍小，相對(duì)獨(dú)立，不需要與國家坐標(biāo)聯(lián)測(cè)，或由于起算數(shù)據(jù)收集困難以及為了滿足某種特殊要求等諸多原因，一般都采用獨(dú)立坐標(biāo)(高程)系。如在水利工程中，土石方料場和水庫庫容的地形圖等。對(duì)于采用獨(dú)立坐標(biāo)(高程)系的測(cè)量，各規(guī)范中均沒有任何規(guī)定和說明。我們有必要對(duì)單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度、可靠性進(jìn)行總結(jié)和分析，以提高RTK測(cè)量應(yīng)用。文章通過采用工程之星3.0數(shù)據(jù)后處理的方式對(duì)同一套數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，比較分析單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度，供同行借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：單點(diǎn)控制；RTK測(cè)量；精度分析；獨(dú)立坐標(biāo)系；工程之星

0引言

在工程應(yīng)用中，往往由于測(cè)區(qū)范圍小，相對(duì)獨(dú)立，不需要與國家坐標(biāo)聯(lián)測(cè)，或由于起算數(shù)據(jù)收集困難以及為了滿足某種特殊要求等諸多原因，一般都采用獨(dú)立坐標(biāo)(高程)系。如在水利工程中，土石方料場和水庫庫容的地形圖等。對(duì)于采用獨(dú)立坐標(biāo)(高程)系的測(cè)量，各規(guī)范中均沒有任何規(guī)定和說明。我們有必要對(duì)單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度、可靠性進(jìn)行總結(jié)和分析，以提高RTK測(cè)量應(yīng)用[1]。

本文結(jié)合在某工程1∶1000地形圖的測(cè)繪任務(wù)，輪換采用不同的控制點(diǎn)，應(yīng)用工程之星3.0數(shù)據(jù)后處理的方式對(duì)同一套數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，比較、分析和總結(jié)單點(diǎn)控制RTK測(cè)量的精度和可靠性。

1工程實(shí)例

1.1基礎(chǔ)平臺(tái)

本次單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度分析是采用工程之星的數(shù)據(jù)后處理方式對(duì)同一套數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，故完全排除了儀器本身的精度和外界環(huán)境因素的影響，平面高程的較差完全是由于采用了不同校正點(diǎn)的緣故引起的，故可以保證單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度分析的正確性。

1.2精度分析

某水利工程，位于平原地區(qū)，中央子午線123°，平均高程120m，實(shí)測(cè)過程中共采集了FX5(左端)，F(xiàn)X7(中間)，F(xiàn)42D(右端)3個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算，3個(gè)控制點(diǎn)均為D級(jí)GPS點(diǎn)，三等水準(zhǔn)。現(xiàn)擬采用工程之星3.0數(shù)據(jù)后處理的方式，輪換使用不同的參數(shù)(每次僅采用一個(gè)已知點(diǎn))對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，分別比較不同距離的各點(diǎn)誤差，對(duì)單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度進(jìn)行分析[2]。

在精度分析過程中，以實(shí)測(cè)的坐標(biāo)成果作為真值，各次坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的較差統(tǒng)計(jì)成果見表1、表2、表3。

表1　以FX5為控制點(diǎn)，

表2　以FX7為控制點(diǎn)，

表3　以F42D為控制點(diǎn)，

依據(jù)不同控制點(diǎn)、不同距離的各點(diǎn)較差統(tǒng)計(jì)表，繪制了平面、高程較差與距離的關(guān)系曲線圖， 詳見圖1、圖2。

圖1　平面較差趨勢(shì)圖

圖2　高程較差趨勢(shì)圖

通過平面、高程較差趨勢(shì)圖，可以看出：

1)較差大小與方向無關(guān)，只與距離有關(guān)。

2)較差隨著距離的增加而增加，兩者近似呈正比例關(guān)系。

3)由于3個(gè)控制點(diǎn)精度等級(jí)完全一致，故每張圖中的3條線相距非常近，僅相差1～2 cm，3條線呈同樣的趨勢(shì)，精度、可靠性較高。

4)相同的距離，高程較差略大于平面較差，約為1.12倍，符合RTK測(cè)量平面精度與高程精度的比例范圍。

在實(shí)際測(cè)繪工程中，根據(jù)比例尺精度，可以確定測(cè)圖的作業(yè)半徑。如作業(yè)半徑2 km范圍內(nèi)，平面誤差在4 cm左右，高程誤差在5 cm左右，可以滿足1∶500地形圖的精度；作業(yè)半徑4 km時(shí)，平面誤差在8 cm左右，高程誤差在9 cm左右，可以滿足1∶1 000地形圖的精度。

2建議

在實(shí)際項(xiàng)目的工程測(cè)量中，盡量按照規(guī)范要求，使用四參數(shù)和七參數(shù)完成轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定，保證成果精度統(tǒng)一，質(zhì)量在可控范圍內(nèi)。

如果采用獨(dú)立坐標(biāo)(高程)系或者只有一個(gè)控制點(diǎn)的RTK測(cè)量時(shí)，為了保證成果質(zhì)量和成果后續(xù)使用，應(yīng)采取以下措施：

1)選擇地勢(shì)較為平坦的地區(qū)。

2)一定要控制RTK的作業(yè)半徑，盡量把參考站(校正點(diǎn))設(shè)置在測(cè)區(qū)的中央。

3)在測(cè)圖過程中，要加強(qiáng)自檢。如在測(cè)圖的開始和結(jié)束時(shí)，用RTK測(cè)量同一圖根點(diǎn)，其點(diǎn)位較差≤圖上0.1 mm，高程較差≤0.1倍基本等高距。

4)控制點(diǎn)要布設(shè)在已有混凝土建筑物上或埋設(shè)一定數(shù)量的標(biāo)石，要長期保留，以備后續(xù)使用。

3結(jié)語

誤差的統(tǒng)計(jì)特性需要大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)才能表現(xiàn)出來。由于本次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有限，測(cè)區(qū)地勢(shì)起伏不大、較為平坦，分析方法不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，單點(diǎn)控制的RTK測(cè)量精度分析成果還有待進(jìn)一步探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]李安康.GPS RTK技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用探析[J].黑龍江水利科技，2014，42(06)：183-184.

[2]李艷華，王輝.GPS RTK測(cè)量的誤差分析[J].黑龍江水利科技，2012，40(02)：115-116.

[作者簡介]王碩(1983-)，女，遼寧錦州人，工程師，從事水利工程測(cè)量工作。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號(hào)：P228.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-7596(2015)10-0034-02