GPS RTK的工程應(yīng)用及精度分析

李 健

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局，河南 鄭州 450016)

·測量·

GPS RTK的工程應(yīng)用及精度分析

李 健

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局，河南 鄭州 450016)

在分析GPS RTK技術(shù)工作原理的基礎(chǔ)上，介紹了其作業(yè)流程，并結(jié)合實際案例，對GPS RTK技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用進行了分析，指出RTK采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率。

GPS RTK，精度分析，作業(yè)流程，數(shù)據(jù)采集

GPS RTK全稱是實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)，即 Real Time Kinematic Technique。它能實時的提供點位坐標(biāo)，精度達到厘米級，完全可以滿足一般工程測量的精度要求。以往的測量技術(shù)主要利用水準(zhǔn)儀、全站儀等地面測量儀器配合進行。然而傳統(tǒng)的作業(yè)模式工作量大，效率低，精度易受到人員和儀器設(shè)備等的影響、流程繁瑣、觀測時間長還受觀測條件和地形條件的限制。而常規(guī)的GPS測量方法，如靜態(tài)、動態(tài)測量等都需要在測量結(jié)束后進行解算才能得到較高精度的數(shù)據(jù)。隨著GPS RTK技術(shù)的進步和推廣，GPS RTK測量技術(shù)開始逐漸取代全站儀進行測量工作，應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大。

表1 RTK檢測數(shù)據(jù)

1 RTK系統(tǒng)的工作原理

RTK是GPS定位系統(tǒng)的一種測量方法，它基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，能立刻提供測量點位的坐標(biāo)，而且定位精度達到厘米級別。原理是基準(zhǔn)站通過對衛(wèi)星的觀測，將載波相位觀測量和基準(zhǔn)站信息如坐標(biāo)、天線高等發(fā)射給流動站。在流動站上，接收機一方面接收衛(wèi)星信號，同時接收基準(zhǔn)站傳過來的觀測數(shù)據(jù)，當(dāng)流動站初始化后，內(nèi)部軟件可以對數(shù)據(jù)進行實時處理，根據(jù)相對定位原理，解算整周模糊度未知數(shù)并計算、顯示移動站的三維坐標(biāo)及其精度。

2 RTK作業(yè)流程

表2 全站儀檢測數(shù)據(jù)

1)收集資料。首先收集測區(qū)的控制點資料，包括坐標(biāo)系及控制點；外業(yè)踏勘，視其控制點是否能作為基準(zhǔn)點。2)求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)。由于GPS RTK測量使用的是WGS-84坐標(biāo)系，而在工程測量和定位通常是使用當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系，需要進行兩者之間的轉(zhuǎn)換。3)外業(yè)數(shù)據(jù)采集。利用GPS RTK儀器進行碎部點數(shù)據(jù)采集。4)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)。主要是將測得的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換與處理。

3 RTK誤差來源

1)同儀器和GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差:天線軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、觀測誤差等;2)同信號傳播有關(guān)的誤差:電離層折射、對流層折射、多路徑效應(yīng)、信號干擾等。

4 精度分析

通過一組放樣數(shù)據(jù)的檢測對RTK觀測和全站儀觀測數(shù)據(jù)進行比較，對RTK觀測精度進行分析。放樣數(shù)據(jù)已在實地放樣完畢，RTK檢測采用拓普康Hiper IIG型號儀器，水平精度10 mm+1 ppm,高程精度15 mm+1 ppm(見表1)。全站儀檢測采用拓普康GTS-901A型號儀器，測角精度1″，測距精度2 mm+2 ppm(見表2)。

利用中誤差計算公式M中=±√(∑/2n)可以求得其觀測中誤差為±5.07mm。

同樣利用公式M中=±√(∑/2n)可以求得其觀測中誤差為±17.06mm。

通過兩次檢測結(jié)果進行比較可以發(fā)現(xiàn)，GPSRTK觀測精度明顯優(yōu)于全站儀觀測精度。

5 結(jié)語

1)GPSRTK測量精度極高，且受環(huán)境和距離的制約很小，在地形較為特殊復(fù)雜的一些重要的工程中特別有利。2)GPSRTK大部分繁重的工作都由內(nèi)置的軟件自動處理，只需要記住一些操作步驟即可。作業(yè)輕度低，極大提高了工作效率。

On GPS RTK engineering application and precision analysis

Li Jian

(HenanNonferrousMetalsGeologyandMineralResourcesBureau,Zhengzhou450016,China)

Based on the analysis on GPS RTK technology working principle, this paper introduced its operation process, and combining with the actual case, analyzed the application of GPS RTK technology in engineering measurement, pointed out that RTK used the GPS RTK method was the GPS application major milestone, greatly improved the industry operation efficiency.

GPS RTK, precision analysis, operation flow, data acquisition

1009-6825(2017)01-0214-02

2016-10-26

李 健(1969- )，男，高級工程師

TU198

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