關(guān)于RTK作業(yè)高程精度的探討

趙立彰

摘要：結(jié)合工作實(shí)踐，對(duì)GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）方法和高程精度問題與水準(zhǔn)高程進(jìn)行對(duì)比分析，得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：RTK；GPS；擬合；水準(zhǔn)高程；精度分析

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）08-0258-02

Abstract： combined with the work practice， the GPS dynamic measurement （RTK） method and the elevation accuracy problem and the level of elevation are compared and analyzed， and the conclusion is drawn.

Key words： RTK； GPS； fitting； leveling elevation； accuracy analysis

科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，自上個(gè)世紀(jì)80年代GPS進(jìn)入我國(guó)測(cè)繪行業(yè)以來，測(cè)繪質(zhì)量和測(cè)繪效率都產(chǎn)生了很大的飛躍，尤其是GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）技術(shù)的使用，對(duì)地形測(cè)圖中的圖根測(cè)量、地質(zhì)工程測(cè)量均發(fā)揮了很大的作用，以其快速、便捷的優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用，其平面相對(duì)精度已被廣大使用者及相關(guān)專家認(rèn)可，但其高程精度在某些領(lǐng)域仍存在懷疑態(tài)度或其測(cè)量結(jié)果作為廢棄數(shù)據(jù)來處理。通常以往獲得工程點(diǎn)高程途徑是水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量，工作量和局限性都很大，因此，對(duì)高程精度要求較低的工程測(cè)量高程數(shù)據(jù)（如地質(zhì)類工程測(cè)量）可否直接使用GPS高程問題，本文認(rèn)為討論是必要的，以下結(jié)合實(shí)際工作數(shù)據(jù)淺談RTK作業(yè)高程精度分析。

1 GPS高程的概念

GPS高程是由GPS相對(duì)定位得到的基線向量，經(jīng)過平差后可得到在WGS84坐標(biāo)系下的大地高。然后我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用的某一地面點(diǎn)的高程為正常高系統(tǒng)，兩者所使用的基準(zhǔn)面不同，前者使用的是橢球面，正常高系統(tǒng)使用的是似大地水準(zhǔn)面，兩個(gè)高程系統(tǒng)之間存在一個(gè)高程異常值（見圖1），在我們這個(gè)地區(qū)高程異常值一般為5.2cm。要得到我們所需的正常高系統(tǒng)的高程，在靜態(tài)GPS測(cè)量中可由隨機(jī)軟件或相關(guān)軟件通過高程擬合獲得，精度可達(dá)幾個(gè)厘米。使用RTK作業(yè)法獲取高程可能存在一定誤差，其原因包括衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流層誤差、傳播延遲誤差、數(shù)據(jù)鏈設(shè)備的內(nèi)部噪聲、外部無線電信號(hào)的干擾。此類誤差已由廠商在儀器出廠時(shí)進(jìn)行了檢定，在儀器的控制手簿中可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，測(cè)量員可以很好的控制，但其精度究竟能達(dá)到何種程度，各種規(guī)范均未明確闡述，需要用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證。

2 RTK作業(yè)及高程精度分析

某縣三權(quán)項(xiàng)目的測(cè)量部分由我部門負(fù)責(zé)，采用地形圖測(cè)量方式，目前已完成了首級(jí)控制測(cè)量和部分圖根測(cè)量工作。首級(jí)控制測(cè)量是采用中海達(dá)系列GPS接收機(jī)按E級(jí)精度觀測(cè)、平差獲得點(diǎn)位坐標(biāo)及高程。圖根測(cè)量是在E級(jí)GPS控制點(diǎn)基礎(chǔ)上采用RTK作業(yè)（圖2）。下面重點(diǎn)介紹RTK作業(yè)。

本次測(cè)繪，根據(jù)甲方要求首先測(cè)繪各鄉(xiāng)鎮(zhèn)部分，地形為平地和山地。為保證圖根點(diǎn)的質(zhì)量同時(shí)驗(yàn)證RTK作業(yè)的高程精度，圖根點(diǎn)均按四等水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。圖根測(cè)量全部采用RTK作業(yè)，具體步驟如下：

1）基準(zhǔn)站應(yīng)設(shè)置在相對(duì)位置較高的地方，遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)輻射和強(qiáng)反射建筑物，同時(shí)正確設(shè)置基準(zhǔn)站的各項(xiàng)參數(shù)；

2）設(shè)置移動(dòng)站時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確輸入移動(dòng)站儀器高；

3）采集已知點(diǎn)數(shù)要大于3個(gè)，而且所采集的已知點(diǎn)可控制RTK作業(yè)區(qū)域；

4）RTK作業(yè)時(shí)應(yīng)確保移動(dòng)站圓氣泡居中，作業(yè)手簿中完全顯示合格后，方可采集、儲(chǔ)存。

本次作業(yè)在該區(qū)域共有大致均勻分布的11個(gè)高程重合點(diǎn)，平面精度完全滿足圖根控制點(diǎn)要求，其高程對(duì)比精度見表1：

共檢測(cè)11個(gè)圖根點(diǎn)，最大高程較差為：-26mm，最小高程較差為：-8mm，檢測(cè)的高程中誤差為：17.45mm，在GB/T18341-2001《地質(zhì)礦產(chǎn)勘察測(cè)量規(guī)范》中，圖根點(diǎn)的高程中誤差相對(duì)于起點(diǎn)不應(yīng)大于50mm，地質(zhì)工程點(diǎn)的高程中誤差應(yīng)在300mm-125mm?？梢?，RTK方法作業(yè)所獲得的高程，可以滿足圖根測(cè)量、地質(zhì)工程測(cè)量的高程精度要求。

3 結(jié)束語

在地質(zhì)工程測(cè)量及測(cè)區(qū)面積不大的領(lǐng)域內(nèi)，使用RTK方法作業(yè)能夠滿足規(guī)范所規(guī)定的高程精度要求。前提是嚴(yán)格按照規(guī)范所述的操作方法作業(yè)，同時(shí)在作業(yè)時(shí)，如果條件允許應(yīng)多做重合點(diǎn)的檢核，以確保測(cè)量質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李天文.GPS原理及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[2] 王大均.測(cè)繪詞典[M].北京：上海辭書出版社，2011.

[3] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18341-2001《地質(zhì)礦產(chǎn)勘察測(cè)量規(guī)范》.

[4] 趙萌.GPS-RTK測(cè)量精度的分析與質(zhì)量控制[J].鐵道勘察，2012（2）.