不同環(huán)境下測(cè)繪作業(yè)的精度分析

李子坡

摘 要：主要對(duì)當(dāng)前測(cè)繪作業(yè)常用的GPS和RTK技術(shù)進(jìn)行了分析，集中分析了GPS測(cè)繪技術(shù)在不同地理環(huán)境下的作業(yè)精度情況，從而力求對(duì)不同環(huán)境下的測(cè)繪作業(yè)精度有一個(gè)整體上的把握。除此之外，還對(duì)影響RTK測(cè)繪技術(shù)精度的地理環(huán)境因素進(jìn)行了分析，希望以此能夠促進(jìn)我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：不同環(huán)境 測(cè)繪作業(yè) 精度分析 精度保證

中圖分類號(hào)：TB22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（c）-0247-02

眾所周知，隨著GPS技術(shù)和RTK技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，測(cè)繪的精確度有了顯著的提升。但是也需要注意到，即使是目前較為先進(jìn)的GPS技術(shù)和RTK技術(shù)，仍然會(huì)受到環(huán)境的影響。顯然，不同環(huán)境下測(cè)繪作業(yè)的精度是不同的，因此，如何判斷環(huán)境對(duì)于測(cè)繪精度的影響而盡可能的避免這種影響，就成為了廣大測(cè)繪工作人員所關(guān)注的問(wèn)題。因此，該文對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了分析研究。

1 測(cè)繪精度影響因素

眾所周知，影響測(cè)繪精度的環(huán)境因素有很多，通常情況下相關(guān)的測(cè)繪人員都會(huì)對(duì)這些因素進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)查閱相關(guān)資料，筆者認(rèn)為影響測(cè)繪精度的因素主要有以下幾種。

1.1 衛(wèi)星及氣象環(huán)境

衛(wèi)星氣象環(huán)境對(duì)于測(cè)繪精度的影響主要體現(xiàn)在GPS大地高程觀測(cè)方面。通常情況下，如果GPS大地高程觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差較大，則會(huì)導(dǎo)致其他例如GPS正常高在內(nèi)的測(cè)繪項(xiàng)目精度受到影響，而影響GPS大地高程觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差的首要因素就是衛(wèi)星及氣象環(huán)境。衛(wèi)星氣象環(huán)境主要包括星歷誤差、對(duì)流層影響等等。這些因素都會(huì)影響測(cè)繪的精度。

1.2 工程量影響

測(cè)繪工程量對(duì)于測(cè)繪精度的影響主要體現(xiàn)在大地水準(zhǔn)面擬合模型方面。如果測(cè)繪工程量太大，則有可能造成高程擬合的精度誤差累積，從而影響到GPS高程精度。

1.3 公共點(diǎn)

除了以上分析的因素外，公共點(diǎn)的分布情況同樣會(huì)影響到測(cè)繪的精度。所謂的公共點(diǎn)分布，主要是指公共點(diǎn)的分布密度，如果某測(cè)繪作業(yè)地點(diǎn)的公共點(diǎn)分布密度不夠，則會(huì)導(dǎo)致GPS高程測(cè)繪數(shù)據(jù)的誤差，從而影響到整體的測(cè)繪精度。

2 GPS測(cè)繪技術(shù)精度保證

想要保證GPS高程測(cè)繪數(shù)據(jù)的精確度，就要針對(duì)以上問(wèn)題提出一些具體的解決方案。經(jīng)過(guò)總結(jié)，相關(guān)的測(cè)繪人員在保證GPS大地高程測(cè)繪數(shù)據(jù)的精度方面提出了以下措施。

同步觀測(cè)量求差。所謂的同步觀測(cè)量求差，可以簡(jiǎn)單理解為當(dāng)測(cè)繪距離小于等于20 km時(shí)，無(wú)論是對(duì)流層、電離層還是衛(wèi)星星歷誤差，對(duì)于兩個(gè)同步的觀測(cè)站點(diǎn)來(lái)說(shuō)，都可以認(rèn)為是基本相同的。正是基于這個(gè)原理，兩個(gè)不同測(cè)繪站點(diǎn)的測(cè)繪人員會(huì)通過(guò)同步求差的方式來(lái)盡量減少GPS高程數(shù)據(jù)的誤差。但是這種方法在具體的實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于測(cè)繪站點(diǎn)的要求比較高。首先，相關(guān)測(cè)繪站點(diǎn)的選擇必須要滿足同一測(cè)繪地點(diǎn)的實(shí)際要求。其次，還要注意多路徑效應(yīng)的影響。最后，在實(shí)際的測(cè)繪過(guò)程中，要注意天線高度的設(shè)置。通過(guò)總結(jié)測(cè)繪經(jīng)驗(yàn)，測(cè)繪人員發(fā)現(xiàn)天線的斜高作為一個(gè)重要的參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于相關(guān)測(cè)繪站點(diǎn)GPS高程測(cè)繪的精度具有十分重要的作用。通常情況下，天線的斜高量取方法為，在天線圓盤間隔大致120°的3個(gè)方向上，測(cè)繪人員分別進(jìn)行天線高的量取。3次量取的結(jié)果一定要接近，理論上誤差不應(yīng)高于3 mm，然后測(cè)繪人員取3次量取結(jié)果的平均值，這就是該測(cè)繪點(diǎn)的天線斜高。

針對(duì)上文提到的高程擬合精度誤差問(wèn)題，通常情況下測(cè)繪人員都會(huì)在高程擬合數(shù)學(xué)模型的選取上下工夫，盡量選取一些合理的高程擬合數(shù)學(xué)模型。選取方法為構(gòu)造數(shù)學(xué)曲面的選取方法。除此之外，利用多面函數(shù)法或者二次曲面擬合法，擬合似大地水準(zhǔn)面也是測(cè)繪人員常用的方法。經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這些方法都能夠有效減少待定點(diǎn)和控制點(diǎn)高程測(cè)量誤差。

除了以上兩種方法外，在實(shí)際的測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員通常會(huì)十分重視高程測(cè)繪起算點(diǎn)的精確度。之所以這樣主要是因?yàn)楦叱虦y(cè)繪起算點(diǎn)對(duì)于之后的高程擬合來(lái)說(shuō)十分重要，高程測(cè)繪的起算點(diǎn)精確度提高了，那么之后的高程擬合精確度必然會(huì)有所提升。除此之外，在實(shí)際的測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員還會(huì)十分關(guān)注高程測(cè)繪的控制點(diǎn)精度。高程測(cè)繪控制點(diǎn)的精度構(gòu)成主要由兩大方面：一是測(cè)量精度級(jí)別；二是穩(wěn)定性。與此同時(shí)，在實(shí)際的測(cè)繪過(guò)程中，一定要關(guān)注水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量不可太多也不可太少。如果水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量低于6個(gè)，那么在之后的擬合過(guò)程中，則可能導(dǎo)致精度不足，水準(zhǔn)點(diǎn)如果超過(guò)15個(gè)，那么精度同樣會(huì)受到影響。因此，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量一般以12個(gè)為佳。

3 RTK測(cè)繪技術(shù)精度保證

與影響GPS測(cè)繪技術(shù)精度的因素不同，影響RTK測(cè)繪技術(shù)精度的因素主要為執(zhí)行測(cè)繪工作的人員以及相關(guān)的測(cè)繪設(shè)備問(wèn)題。

通常情況下，RTK測(cè)繪技術(shù)相關(guān)處理軟件的版本、數(shù)據(jù)連接情況以及信號(hào)天線都會(huì)影響到RTK測(cè)繪技術(shù)的精度。除此之外，如果執(zhí)行測(cè)繪的技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)不足，例如：沒(méi)有選擇合適的觀測(cè)時(shí)間或者沒(méi)有發(fā)現(xiàn)坐標(biāo)系中存在的問(wèn)題，那么同樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)繪精度的不足。不僅如此，測(cè)繪基準(zhǔn)站點(diǎn)的布置不合理也會(huì)影響到測(cè)繪的精度。

針對(duì)以上問(wèn)題，在實(shí)際的測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員通常會(huì)將RTK施測(cè)圖根控制點(diǎn)與全站儀相結(jié)合，一方面測(cè)繪那些RTK能夠作用到的地區(qū)；另一方面測(cè)繪那些地形地勢(shì)條件復(fù)雜，RTK技術(shù)無(wú)法作用到或者測(cè)繪精確度較低的地區(qū)。這種測(cè)繪方式主要應(yīng)用的地區(qū)是那些建筑物較為密集、或者是林木稠密的山區(qū)，由于地形地勢(shì)條件較為復(fù)雜，因此，會(huì)出現(xiàn)RTK初始化速度降低，甚至出現(xiàn)失鎖的現(xiàn)象。測(cè)繪技術(shù)人員將這種測(cè)繪方法稱為RTK+全站儀碎部點(diǎn)測(cè)量法，主要適用于測(cè)繪作業(yè)的野外操作。

校核RTK高程數(shù)據(jù)。眾所周知，RTK高程數(shù)據(jù)的精確與否直接決定了測(cè)繪精確度，因此，測(cè)繪人員通常情況下會(huì)利用已知點(diǎn)的高程來(lái)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的校核，這種方法一方面能夠剔除出一些誤差較大的高程測(cè)量數(shù)據(jù)；另一方面則能夠更好地適應(yīng)外業(yè)觀測(cè)較高的標(biāo)準(zhǔn)。

不僅如此，測(cè)繪人員還會(huì)對(duì)RTK接收機(jī)的精度進(jìn)行校核。眾所周知，RTK接收機(jī)的精度是明確標(biāo)注的，但是這種標(biāo)注的精度通常都是理想測(cè)繪環(huán)境下的精度，因此，需要測(cè)繪人員根據(jù)自身所處的測(cè)繪環(huán)境來(lái)靈活的、合理的標(biāo)注RTK接收機(jī)的精度。這樣才能更好地保障RTK接收機(jī)得出數(shù)據(jù)的精確性。

除了以上措施外，在實(shí)際的測(cè)繪工作中，測(cè)繪人員還會(huì)采用雙基準(zhǔn)站法。顧名思義，所謂的雙基準(zhǔn)站法，就是利用雙基準(zhǔn)站提升控制點(diǎn)的精度。雙基準(zhǔn)站法在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中需要注意控制點(diǎn)之間的距離，一般是在2 000 m左右。除此之外，還要求高程精度符合四等的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，平面精度要符合一級(jí)導(dǎo)線的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不僅如此，還要要求流動(dòng)站的對(duì)中整平最好利用三腳架進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該文主要對(duì)GPS測(cè)繪技術(shù)以及RTK測(cè)繪技術(shù)的測(cè)繪精度問(wèn)題進(jìn)行了分析。通過(guò)分析影響不同測(cè)繪技術(shù)精度的因素，從而力求在實(shí)際的測(cè)繪工作中更好地避免不利因素的影響而提升測(cè)繪精度。影響GPS測(cè)繪技術(shù)精度與RTK測(cè)繪技術(shù)精度的因素各不相同，因此，在實(shí)際的測(cè)繪工作中，負(fù)責(zé)測(cè)繪的技術(shù)人員要做到靈活處理，根據(jù)不同測(cè)繪環(huán)境的具體狀況，合理調(diào)節(jié)不同的測(cè)繪設(shè)備，這樣才能達(dá)到最好的測(cè)繪效果。

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