王翔 魏長(zhǎng)壽

摘 要：本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)RTK測(cè)量結(jié)果的精度進(jìn)行檢驗(yàn)與分析，擬得到RTK技術(shù)的定位精度能夠達(dá)到小范圍工程測(cè)量的精度要求，對(duì)在小范圍工程測(cè)量中RTK技術(shù)的推廣，提高作業(yè)效率，有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：RTK；工程測(cè)量；定位精度

1 緒論

RTK（Real Time Kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，是一項(xiàng)以載波相位觀(guān)測(cè)為基礎(chǔ)的差分GPS測(cè)量技術(shù)。GPSRTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，而且得到精度較高定位的定位成果，可以進(jìn)行高質(zhì)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)處理，設(shè)備間無(wú)需通視，用途廣泛等特點(diǎn)。[1]

但由于RTK技術(shù)在實(shí)際使用的過(guò)程中會(huì)受到信號(hào)遮擋、信號(hào)干擾、多路徑效應(yīng)、電離層誤差、測(cè)點(diǎn)周?chē)ㄖ锖蜆?shù)木等對(duì)信號(hào)的影響等因素，都會(huì)對(duì)RTK測(cè)量技術(shù)結(jié)果的穩(wěn)定性造成影響。目前業(yè)內(nèi)大多認(rèn)為RTK只能達(dá)到厘米級(jí)的精度，而大多數(shù)工程測(cè)量的精度要求為2厘米以?xún)?nèi)，所以RTK技術(shù)并沒(méi)有在小范圍的工程測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)RTK測(cè)量結(jié)果的精度進(jìn)行檢驗(yàn)與分析，擬得到RTK技術(shù)的定位精度能夠達(dá)到小范圍工程測(cè)量的精度要求，對(duì)在小范圍工程測(cè)量中RTK技術(shù)的推廣，提高作業(yè)效率，有著重要的意義。

2 RTK定位技術(shù)精度檢驗(yàn)方法

對(duì)于RTK定位技術(shù)精度的檢驗(yàn)，最直接的方式就是對(duì)RTK點(diǎn)位坐標(biāo)（x，y，z）的測(cè)量值進(jìn)行檢驗(yàn)，但由于RTK的測(cè)量值是孤立的無(wú)法進(jìn)行對(duì)比檢核，所以本文利用具有的E級(jí)GPS靜態(tài)定位精度的已知點(diǎn)，與在該點(diǎn)進(jìn)行RTK定位所得到的的實(shí)時(shí)解算數(shù)據(jù)作比較[2]，對(duì)比兩者數(shù)據(jù)的差值來(lái)衡量RTK定位技術(shù)的精度。在對(duì)比RTK數(shù)據(jù)與E級(jí)已知點(diǎn)較差來(lái)衡量定位精度的同時(shí)，必須對(duì)RTK定位數(shù)據(jù)結(jié)果的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)，所以必須對(duì)同一點(diǎn)進(jìn)行多次RTK測(cè)量，各組測(cè)量結(jié)果比較差值，以此判斷RTK定位數(shù)據(jù)結(jié)果的穩(wěn)定性。

3 RTK定位技術(shù)精度實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與分析

為了盡量貼近本文所要研究的RTK在小范圍工程測(cè)量的定位精度分析，并做數(shù)據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，首先在試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行E級(jí)GPS靜態(tài)定位控制網(wǎng)的布設(shè)，基線(xiàn)長(zhǎng)度都在1km以?xún)?nèi)，得到各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的已知坐標(biāo)，布設(shè)控制網(wǎng)型如下圖所示。該實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)有道路、建筑、樹(shù)木等地物，試驗(yàn)場(chǎng)地環(huán)境基本與小區(qū)域城市工程測(cè)量的實(shí)施環(huán)境一致。本文利用圖上KH21、KH22、KH23三個(gè)點(diǎn)為已知點(diǎn)，使用4參數(shù)轉(zhuǎn)換的方式計(jì)算RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)，并使用RTK的方法對(duì)KH31KH38共8個(gè)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)位數(shù)據(jù)的獲取，并與KH31KH38共8個(gè)點(diǎn)的已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。

E級(jí)GPS靜態(tài)定位控制網(wǎng)圖

3.1 具有E級(jí)精度的已知點(diǎn)與在該點(diǎn)RTK測(cè)量數(shù)據(jù)比較實(shí)驗(yàn)

在已知KH31KH38共8個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)情況下，對(duì)這8個(gè)點(diǎn)進(jìn)行RTK數(shù)據(jù)獲取，實(shí)驗(yàn)中為體現(xiàn)RTK數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，分別對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行的40次觀(guān)測(cè)，比較每次RTK數(shù)據(jù)與已知點(diǎn)數(shù)據(jù)的差值，并計(jì)算中誤差分析RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別從X、Y、H三個(gè)方向的觀(guān)測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，X方向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析如表1所示。

從上表可以看出，各個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的X方向的40次RTK觀(guān)測(cè)值與已知值的中誤差都在2cm范圍內(nèi)，誤差在10mm以?xún)?nèi)的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)頻率（頻率=出現(xiàn)個(gè)數(shù)/總數(shù)40）除KH33點(diǎn)外，都在0.575以上；誤差在20mm以上的測(cè)量結(jié)果的出現(xiàn)頻是非常小的。

從上表可以看出，各個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的Y方向的40次RTK觀(guān)測(cè)值與已知值的中誤差除KH32點(diǎn)外都在2cm范圍內(nèi)，在實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)KH32點(diǎn)附近有樓群有樹(shù)木，會(huì)在一定程度上影響觀(guān)測(cè)結(jié)果；誤差在20mm以?xún)?nèi)的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)頻率除KH32點(diǎn)外，都在0.50以上；誤差在20mm以上的測(cè)量結(jié)果的出現(xiàn)頻是非常小的。

從上表可以看出，各個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的H方向的40次RTK觀(guān)測(cè)值與已知值的中誤差都在2cm范圍以上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明RTK在高程測(cè)量方面的精度是難以保證的。

3.2 同一點(diǎn)多組RTK定位數(shù)據(jù)的平均值與各組RTK定位數(shù)據(jù)比較實(shí)驗(yàn)

對(duì)KH31KH38共8個(gè)點(diǎn)分別對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行的40次觀(guān)測(cè)，進(jìn)而求得每個(gè)點(diǎn)的X、Y、H三個(gè)方向的觀(guān)測(cè)值的平均值，比較每次RTK數(shù)據(jù)與平均值數(shù)據(jù)的差值，并計(jì)算中誤差分析RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別從X、Y、H三個(gè)方向的觀(guān)測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，X方向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析如表4所示。

從上表可以看出，各個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的X方向的40次RTK觀(guān)測(cè)值與平均值的中誤差都在2cm范圍內(nèi)，且都小于觀(guān)測(cè)值與已知值的中誤差；RTK的平均觀(guān)測(cè)值與已知值的較差都在2cm以?xún)?nèi)，可見(jiàn)在X方向RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的性和穩(wěn)定性是非常高的。

從上表可以看出，各個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的Y方向的40次RTK觀(guān)測(cè)值除KH32點(diǎn)外都與平均值的中誤差都在2cm范圍內(nèi)，且都小于觀(guān)測(cè)值與已知值的中誤差；RTK的平均觀(guān)測(cè)值與已知值的較差除KH32點(diǎn)外都在2cm以?xún)?nèi)，可見(jiàn)在Y方向RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的性和穩(wěn)定性是非常高的。

從上表可以看出，各個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的H方向的40次RTK觀(guān)測(cè)值與平均值的中誤差都在2cm范圍以外，但都小于觀(guān)測(cè)值與已知值的中誤差，中誤差都保持在厘米級(jí)范圍內(nèi)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明RTK在高程測(cè)量方面的精度是難以保證的，但多組RTK觀(guān)測(cè)值與平均值的中誤差可以控制在厘米級(jí)范圍。

4 結(jié)論與展望

本文分別通過(guò)對(duì)同一點(diǎn)使用RTK技術(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)和該點(diǎn)具有的E級(jí)精度的已知數(shù)據(jù)做比較實(shí)驗(yàn)以及對(duì)同一點(diǎn)多組RTK定位數(shù)據(jù)的平均值與該點(diǎn)各組RTK定位數(shù)據(jù)比較實(shí)驗(yàn)對(duì)RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性做出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)論：

1）在常規(guī)小區(qū)域工程測(cè)量實(shí)施環(huán)境的觀(guān)測(cè)條件下，使用RTK觀(guān)測(cè)技術(shù)對(duì)同一點(diǎn)多次獲得平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，各組數(shù)據(jù)與平均值較差較小，RTK測(cè)量結(jié)果非常穩(wěn)定，誤差基本可控制在2cm以?xún)?nèi)，符合工程測(cè)量的精度要求。

2）在常規(guī)小區(qū)域工程測(cè)量實(shí)施環(huán)境的觀(guān)測(cè)條件下，使用RTK觀(guān)測(cè)技術(shù)得到的平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)基本與該點(diǎn)已知坐標(biāo)一致，誤差基本可控制在2cm以?xún)?nèi)，測(cè)量精度較高，符合工程測(cè)量的精度要求。

3）在常規(guī)小區(qū)域工程測(cè)量實(shí)施環(huán)境的觀(guān)測(cè)條件下，使用RTK觀(guān)測(cè)技術(shù)得到的高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差，難以達(dá)到工程測(cè)量的精度要求。

本文在基本符合小區(qū)域工程測(cè)量實(shí)施環(huán)境的觀(guān)測(cè)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論可以看出，GPSRTK技術(shù)獲取平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度是非常高的，能夠達(dá)到工程測(cè)量的要求，可以在工程測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)：

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項(xiàng)目：內(nèi)蒙古科技大學(xué)創(chuàng)新基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2016QDLS07）