GPS(RTK)控制测量平面及高程精度分析
GPS-RTK测量精度的分析与质量控制
GPS-RTK测量精度的分析与质量控制摘要：工程项目建设当中测量工程发挥着重要的作用，可以进行决策方面和规划方面的相关功能的实现，在测量方面需要对测量位置的地势和空间定位进行测量工作，因此在建筑施工当中发挥着重要的作用。
测绘工程目前在不断发展，测绘技术主要是以3S技术为代表来进行测绘工作的开展，让工程测绘和现代信息技术进行全方位的融合，能够提高工程测量整体技术水平，并且满足现代化工程测量的实际发展。
GPS-RTK技术可以为现代化工程测量提供有效的帮助，为我国经济发展做出了重要的贡献，并且希望可以给予相关人士一些帮助和借鉴。
关键词：GPS-RTK；精度；质量控制引言GPS全球定位系统主要是对具体信息进行监测工作，借助卫星定位导航来对信息进行全方位的测量。
GPS卫星定位测量可以推动其相关发展，对于测绘方面出现的问题也能够进行深入的分析。
RTK测量技术的发展需要结合定位情况来进行合理的推进，载波相位动态实施差分方法对于工程项目测量方面提供了有效的推动。
现如今主要是把GPS-RTK技术和工程测量进行完美的融合，在测量精度方面能够得到调整，电子信息传输可以自动解码，有助于定位数据更加精准。
1 GPS-RTK技术的相关理论GPS全称是全球定位系统，主要是利用卫星在全球范围进行导航工作，那么GPS-RTK测绘作为GPS的衍生，可以根据不同测试点来进行目标区域的设置，还需要安装接收机，可以和GPS卫星建立良好的通讯机制，利用三维数字模型数据运算以及其他先进技术，对于接收机所获得的卫星导航电文信息进行全方位的整合，能够快速的搭建三维立体坐标。
对于平面坐标当中，GPS卫星定位导航系统能够准确的运算接收机和卫星之间的联系，然后进行相关信息的获取。
测绘人员主要是依据三维坐标模型来对测绘点进行灵活运用，测绘区域数据精确程度能够得到提升，并且更好地应用于工程测绘方面。
2 GPS-RTK测量技术优势2.1高精度定位GPS定位精度在实际工程测绘方面能够到到50km，具有较高的精度性。
网络RTK高程的精度分析与研究
网络RTK高程的精度分析与研究摘要网络RTK（Network RTK）技术已日趋成熟，并广泛应用于道路工程中，但网络RTK的高程精度一直颇受争议，本文通过工程实例，对网络RTK 高程的校正方法进行了分析与研究，得出网络RTK平面拟合高程在一定的范围内满足四等水准精度要求。
关键词 GPS，网络RTK高程，拟合校正，精度分析1 引言网络RTK系统由基准站网、数据处理中心、数据通信链路和用户部分组成，与传统的单基站RTK技术相比，网络RTK具有操作简便、成本低、精度高、实时性强、覆盖率广等优点。
在江苏省正逐步取代传统单基站RTK技术，被越来越多的测量用户所接受。
其平面精度已得到业内认可，但高程精度在业内存在广泛争议。
本文通过网络RTK技术在某一级公路控制测量中的应用，对网络RTK 高程的精度进行了统计、研究与分析。
2 GPS高程系统及其关系GPS能提供地面点精确的三维坐标值，，其精度可达到10- 7量级，但GPS 采用的是WGS -84地心坐标系，其高程信息是以椭球面为参考面，这与我国规定的正常高采用的参考面不同，所以研究大地高与正常高之间的转换方法，实现GPS所测得的大地高转换成正常高以方便工程应用，是测绘工作者要解决的一个重要课题，对于未进行大地水准面精化的地区，为了实现GPS高程与正常高之间的转化，满足一般工程需要，可以通过高程拟合的方法实现其转换。
2.1正高系统正高系统就是以大地水准面为基准面的高程系统，地面一点的正高就是该点沿铅垂线至大地水准面的距离，用Hg表示。
由于其与地壳质量分布及密度密切相关，所以无法将它精确求定。
2.2正常高系统它是以似大地水准面为基准面的高程系统，正常高用h表示。
我国规定采用正常高系统作为计算高程的统一系统。
2.3大地高系统地面点沿法线至椭球面的距离为大地高，用H表示。
大地高以参考椭球面为高程基准面。
2.4高程系统的转换由于大地水准面与椭球面一般不重合，我们把地面点P沿铅垂线投影到大地水准面P0时，PP0 间距离为正高Hg；在将点P0沿法线方向投影到椭球面上得点Q0，P0 Q0间距离称为大地水准面差距N，H = Hg +N。
GPS(RTK)高程精度分析
可达 ｌ 一。在 ３ ０—１５ ０ｋ ０ ０ ０ ｍ工程 精 密定位 中 ， ｈ以 １ 上观 测的解 其 平 面位 置误 差 小 于 １ｍ 与 ＭＥ ｏ ｍ， 一５ ０ 电磁 波测距 仪测定 的边 长 比较 ， 边 长较 差 最 大 为 ０ 其 ． ５ｍ 较 差 中误 差为 ０ ３ｍ ｍ， ． ｍ。
继 续教 育研 究
２１ ０ ０年第 ８期
ｊ ｘ ｉｏｙ ａ ｉ ｉ ｕｊ ｕｙ ｎｊ ａ ｕ ｌ７ ６
Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ） 源 勘 测 规划 院 ， 黑龙 江 哈尔 滨 １０ ０ ） ５ ００ 摘 要： 目前 ， 工 程 水 准 测量 中 主要 采 用 传 统 的 方 法 建 立 高 精 度 的施 工 控 制 网 ， Ｇ Ｓ高 程 却 常 常 被 忽 视 。 在 而 Ｐ
系 列 的 研 究 ， 动 态 Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ）测 量 的精 度 也 有 了～ 定 的认 识 ， 一 步提 高 了观 测 精 度 和 工 作 效 率 。 对 Ｐ（Ｔ 进 关 键 词 ： Ｐ （ Ｔ ； 度 ； 析 Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ） 精 分
一
、
Ｇ Ｓ卫星定 位技 术的发 展 Ｐ
以内可达 ｌ ～，０ ５ ０ｋ ０ １０— ０ ｍ可 达 １ ～， ０ ０ｋ 以上 ０ １ ０ ｍ
１７ ９ ３年 ３月 ， 国国防 部批 准 它得 陆海 空 三军 联 美 合 研制新 的卫 星导 航 系统 ： Ａ Ｓ Ａ ／ Ｐ 。他是英 文 Ｎ ＶＴ Ｒ Ｇ Ｓ
“Ｎａ ｉ ａｉｎ Ｓ ｔｌｉ ｍｉ ｇ ａ ｄ Ｒａ ｇｎ ／Ｇｌｂａ ｏ ｉｉ． ｖｇ ｔｏ ａ ｅｌ ｅ Ｔｉ ｎ ｎ ｎ ｉｇ ｔ ｏ ｌＰ ｓｔｏ
（ ） 作简便 五 操 随着 Ｇ Ｓ接 收 机 不 断 改 进 ， Ｐ 自动 化 程 度 越 来 越 高， 有的 已达 “ 瓜 化 ” 傻 的程 度 ； 收 机 的 体 积 越 来 越 接 小 ， 量越来 越轻 ， 重 极大地 减 轻测量 工作 者的 工作 紧张 程度 和劳动 强度 使 野外 工作 变得 轻松 愉快 。 （ ） 天候作业 六 全 目前 Ｇ Ｓ观测 可在一 天 ２ Ｐ ４小 时 内的 任何 时 间进 行， 不受 刮风下 雪 等气候 的影响 。
关于GNSS—RTK测量高程误差分析与消除
关于GNSS—RTK测量高程误差分析与消除分析研究了影响GNSS-RTK测量精度因素，通过实例统计了GNSS-RTK测量的实践精度，介绍了一系列保证和提高GNSS-RTK测量精度的措施。
GNSS-RTK测量技术相对传统测量方法有着极大的优势，在地质勘查测量中让作业精度和效率都有了很大的提高。
标签：GNSS-RTK 地质测量精度分析消除方法1影响GNSS—RTK定位的主要因素1.1 GNSS卫星本身误差GNSS卫星自身存在误差，主要包括卫星轨道误差、卫星钟的误差、相对论效应以及AS技术的影响等。
1.2坐标系统转换精度在进行GNSS—RTK测量时，首先要求解WGS一84到测区成果坐标系统之间的转换参数。
这期间待测点的精度存在着坐标转换的损失，经验表明，这种损失一般在l才m左右，与控制点的精度和分布情况有关。
控制点选择是否恰当，会直接影响转换参数的求解，进一步影响RTK测量的精度。
1.3整周模糊度解算与动态基线解算误差整周模糊度解算与动态基线解算对RTK精度提高有着重要的意义。
其解算方法直接应用于RTK软件系统，因此，整周模糊度解算与动态基线解算误差主要由仪器设备开发者决定。
1.4信号传播误差RTK系统采用电磁波进行数据的采集和传输，电离层和对流层的折射误差、多路径效应是主要影响因素。
双频技术和引入对流模型能够降低信号传播误差。
另外，电磁干扰也对信号传输影响较大，因此，在作业过程中注意作业环境。
1.5测量的地域性在山区、林区或房区等卫星信号不佳或无线电信号不好时进行GNSS—RTK 测量会影响测量精度。
对于近年来所承担项目随机抽样选择15个项目进行统计分析，结果表明：GNSS—RTK测量平面精度在0.05m范围内的占93.2% ，高程精度在0.10m范围内的占94.5%。
在实际勘测过程中按照20%的比例进行质量检查，因此，计算RTK正确率公式为：α=80%β+20%γ式中：β——测量数据正确率；γ——质量检查正确率。
RTK测量精度分析
整数模糊度正确固定是前提
固定模糊度的时间和可靠性取决于四个因素
即接收机类型(单频或双频) • 双频RTK初始化的时间比单频RTK要短 所观测卫星的个数 • 解算时采用的星数越多，RTK的精确性和可靠性越好 移动站至基准站的距离 •移动站至基准站的距离越近,其初始化的时间也越短 RTK软件质量 • 采用的算法越先进，初始化时间越短，可靠性越高
电台变频检核法
在一测区架设多台基准站，每台基站使 用不同的频点发射改正数据。流动站在 测量过程中同一个点选用不同基站的差 分改正数据测量结果比较可以有效的检 查测量成果的可靠性。
RTK数据精度分析
RTK的精度主要的指标是10MM+1PPM, 高程是20MM+1PPM.在实际工作中RTK 的测量有一定的随机性
RTK快速静态法
在做RTK的同时记录静态数据，事后对 外业的静态数据后处理获得高精度的坐 标值与RTK数据比较分析。两种作业模 式可以有效的检查RTK初始化的有效性 和可靠性。因此在做RTK测量的时候我 们需要做5-10分钟的静态采集。实际作 业时可以有选择的做部分困难地区的快 速静态。
复测比较法
-11
H
200
400
600
800
1000
系列1
从上面的三幅图中我们可以很清晰的看 出来坐标的变化有一定的联动性，周围 的环境对RTK的测量结果有很大的影响。
RTK测量误差控制方 法
控制坐标转换精度 选好基准站 质量控制
• 通常采用已知点检核比较法、重测比较法和电台变频检核法等
控制RTK作业半径（5~10km） 卫星预报（选择PDOP小的时段进行） 避开电离层活跃的时间（12~16点） 选取标准精度高的品牌仪器 作业的规范性（对中，整平，量高等） 重复观测
浅谈RTK精确测量高程的限制与方法
浅谈RTK精确测量高程的限制与方法摘要：RTK技术是基于载波相位观测量的实时动态定位技术，已经被广泛地运用并已发展成为一个真正的三维测量工具，然而测高问题仍然是RTK乃至GPS领域函待研究解决的问题。
本论文分析RTK测高的制约因素，包括RTK测量、大地水准面和高程基准面问题，阐述了RTK精确测高的可行性。
关键词：精度；实时动态定位；RTK；限制；高程拟合Abstract: RTK technology is a real-time dynamic positioning technology which based on carrier phase measurements, it has been widely applied and has developed into a true three-dimensional measurement tools, however, and altimeter problem is still the problem of RTK and even the field of GPS letter. This paper analyzes the RTK measurement constraints, including RTK surveying, geoid and elevation datum, discussed RTK accurate measurement of high feasibility.Key words: accuracy; real-time dynamic positioning; the RTK; restrictions; elevation fitting中图分类号：P224.2文献标识码：A 文章编号：引言：RTK技术是基于载波相位观测量的实时动态定位技术，一般由基准站、移动站、电台、电源等组成、其工作原理是：基准站和移动站同时接收GPS卫星定位信息、通过差分数据链，移动站接收基准站发送的GPS数据，结合自身采集的GPS数据进行实时处理，在1S内以厘米级的精度给出移动站的点信息，通过实时处理算法，移动站在动态环境下可以进行初始化处理，无需在已知点上进行初始化，RTK测量必须有位距和相位观测值。
GPS-RTK三种校正方法的实验与精度分析报告
GPS-RTK三种校正方法的实验与精度分析吴松涛（本钢设计研究院有限责任公司 117000）摘要：载波相位差分技术（Reat Time Kinematic简称RTK）又称实时动态定位技术，能够实时提供指定坐标系的三维坐标成果，在测程20km以可以达到厘米级精度。
广泛应用于工程放样、工程地形图测绘、房产测绘，地籍测量及某些控制测量，极大的提高了作业效率。
由于GPS定位是直接测定点位在WGS84坐标系中的坐标和高程，故我们需要通过点位校正或求得转换参数将测得的WGS84坐标系成果转换为我们所需要的坐标系。
文章以南方灵锐S86T型RTK为例对GPS —RTK的三种常见的校正方法（单点校正、两点校正、参数校正）的点位精度进行对比分析。
关键词：GPS-RTK；单点校正；二点校正；参数校正GPS—RTK系统由一个基准站，若干个流动站及通讯系统三部分组成，基准站包括GPS接收机、GPS天线、无线电通讯发射设备、基准站控制器、电源等部分组成，基准站GPS接收机本身具有传输参数、测量参数及坐标系统等容的设置功能，使控制器与GPS接收机合为一体。
一个流动站由GPS天线、GPS接收机、电源、接收天线、通讯设备，电子手簿组成。
图1为RTK系统结构图。
（引自参考文献【1】）基准站 移动站图1 RTK 系统结构图1、 GPS-RTK 点校正理论GPS 点校正主要目的是建立GPS 接收机采集的WGS84数据与地方控制网之间关系，不同坐标系之间的坐标转换通常有两类转换模式：一类是二维转换模式；一类是三维转换模式。
二维转换模式只适合于小区域转换且只需要两个坐标系的二维坐标成果；三维转换模式适合任何区域坐标转换。
二维转换模式通常采用平面四参数模型、三维转换模式通常采用布尔莎（Bursa ）七参数转换模型。
1.1、单点校正单点校正并不依据上述转换模型，而是通过观测，求出校正点的WGS84坐标，再根据校正点的已知坐标求出3个平移参数（△X ，△Y ，△H ），不考虑旋转参数及比例因子。
山区GPS-RTK高程精度实验分析
３．４ ８ １４
６２ ２ ．７ ３ ０６ ６． ６ ２ ５６ ４． ６ ２８． ８ ５７
４６２ ． ９
３． ３ ３４ １ ４４ ． ２ ２． ４４ ４ ４ ２５ ．８
桕 ６ ６ ０ ３ ．７
木 ．２ ６１ ４６ 木 ９１ ９０９ ． 扣 Ｏ．１ ７ ７１ 桕 ９． ９ ０ ９６
测绘 技术 装备
季刊
第 ｌ ３卷
２ １ 年第 １期 ０１
技 术 交流 ３ ｌ
山区 Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ高程精度 实验 分析 Ｐ－Ｔ
石 风淼
（ 西北核 技 术研 究所
摘
管真
陕西西 安 ７０ ２ ） １ ０ ４
要： 测区 内 在 选取 实验 点 ， 用 ＧＳＲＫ 术获取 点位 的高程数据 。 采 Ｐ－Ｔ 技 将该数据 与四等水准测量结果相 比
数 ，可 以在精 度损 失 比较 少 的情况 下将 ＧＳ ＲＫ 获 业 实施 前根 据 预 报星 历 选 定 作业 时 段 ，并 将 电 台 电 Ｐ— Ｔ
得 的大地 高转 换 为正 常高 。
点 名 基 准 站 距 相 对 基 准 站 离 （ｉ ｋ） ｎ
ｐ３ ４ １． ４２ ４
１ 引言
在 Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ所测 量 的实验 点亦实 施水 准测 量 ， Ｐ －Ｔ
Ｇ Ｓ技 术 己广 泛应用 于 测绘 工作 的各 个方 面 ， Ｐ 其 将两 者 获 得 的高 程 数据 进 行 比对 分 析 。假 定 平差 处 高 程 系统 为 大地 高 系 统 ，而 我 国高程 系 统采 用 正 常 理后 的水准 观 测数据 为 真值 ，分 析 Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ高程 观 Ｐ —Ｔ
台发射 天线 与基 准站 接 收机之 间保持 一定 距离 ，减
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GPS(RTK)控制测量平面及高程精度分析
摘要：近年来随着gps发展采用载波相位实时动态差分技术进行相对定位的gps rtk方法,能够在野外实时地得到厘米级定位精度,可以极大地提高作业效率。
本文对gps rtk的精度进行试验研究,利用实测数据对其校正精度进行对比分析,并探讨影响校正精度的主要因素。
关键词：gps rtk 控制测量控制点精度
1、gps(rtk)控制测量
为了确定动态gps(rtk)控制测量的精度,笔者在哈尔滨对已布设了d级gps控制网进行了动态gps(rtk)测量和静态gps测量成果的比较。
并联测了四等水准的1个d级gps点，进行了水准测量和用动态gps(rtk)测量高程的比较。
设计方案如下：使用南方9600 gps 接收机进行动态gps(rtk)测量的实验。
选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。
基准站设定在测区中央,地势较高,周围无遮挡物,对d级gps控制网进行了动态gps(rtk)测量，并且联测了四等水准的1个d级gps点。
共观测了15个重复点。
本次观测采用南方9600 gps接收机进行动态gps(rtk)测量的实验。
1.1 对测区转换参数的确定
选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。
操作：工具→计算七参数
为了获得更精确的七参数坐标转换，这时用户需要知道三个已知点
的地方坐标和这三个点的wgs-84坐标，可以计算出七个参数，即wgs-84坐标转换到地方坐标的七个转换参数，用户单击确定，就会输入到七参数对话框中。
可以直接输入三个已知点的地方坐标和这三个点的wgs-84坐标，按右上方的“ok”按钮，就会计算出七参数，计算出七参数后，系统会自动打开参数开关，单击“ok”按钮，则在测量中就可以利用该参数进行校正得出测量点的正确坐标。
1.2 使用两点校正
步骤如下：
(1)使用测量菜单下的校正向导菜单。
选中菜单后，界面如下图1.1：图1.1 校正模式选择
选择下一步后，界面如下图1.2：
图1.2 基准站架设在未知点（向导1）
根据向导提示，输入已知坐标后，直接校正。
(2)完成移动站1的单点校正后，到第二个移动站使用测量菜单下的校正向导菜单。
选中菜单后，界面如下图1.3：
图1.3 校正模式选择
选择下一步后，界面如下图1.4：
图1.4 基准站架设在未知点（向导1）
根据向导提示，输入已知坐标后，直接校正，然后开始测量。
共观测了15个重复点。
为了减少人为误差和偶然误差的影响,观测时每一个点的观测时间设定为5s,每一点观测3次,对3次观测进行了比
较,当3次观测中最大和最小点位误差大于5cm时,剔除和平均值相差较大的一个,剩余的取其平均值作为最后观测成果并和静态gps 坐标、水准高程进行比较,见表1.1、表1.2。
2、对比分析
通过比较,点位误差最大为6.04cm,最小为1.22cm,中误差为±
4.21cm;高程误差最大为8.8cm,最小为0.2cm,中误差为±4.68cm。
由此可知,动态gps(rtk)测量的成果是准确可靠的,精度也是较高的。
(1)本次实验的精度良好，平面精度完全可以满足一二级导线的要求,而且高程精度可以满足四等及等外水准的要求。
(2)rtk图根点相距不宜过长和过短，因为gps(rtk)具有误差不积累的特点，两点间过短，误差容易超限；过长，控制点的密度达不到要求。
(3)误差与流动站至基准站的距离成正比，因此解求转换参数的已知点应分布均匀。
(4)要充分考虑保证rtk测量数据的质量。
(5)本次实验个数有些偏少，偶然误差的统计特性需要大量的观测数据才能表现出来。
这15个点是否具备偶然误差的四大特性、误差出现与时间的关系特点等，还需要进一步的研究。
3、结语
gps(rtk)的出现是对传统测量方法的一次重大变革,对许多常规测量技术产生了极大冲击，用gps(rtk)进行控制测量，通过本文的实际工程的实践与研究探讨可得出以下结论：(1)由于gps 测量受卫星、信号传播及接收设备等各种因素的影响,作业中将不可避免地
产生多种误差甚至粗差。
因此,为了确保gps观测成果的正确、可靠,必须对外业观测成果进行及时、全面的检核。
(2)gps rtk应用于控制测量有其他仪器不能比拟的优点：1)减少人力费用。
2)定位精度高，测站间无需通视。
3)操作简便，容易使用。
4)能全天候、全天时地作业。
(3)在观测条件良好的情况下，采取有效的措施，动态gps(rtk)测量不仅能进行图根导线和像控点的测量,平面精度完全可以满足一二级导线的要求,而且高程精度可以满足四等及等外水准的要求。
总之，gps rtk技术用于控制测量，是其他常规测量难以进行的工作，特别是大型工程（比如说水电站施工控制网的建立，有时甚至根本无法实施），一直是工程测量人员较为关注的问题。
参考文献
[1]汪志明,徐亚明,汪志良等.gps rtk技术在武钢堆料场矿料体积测量中的应用[j].测绘信息与工程,2003,28(1):22-26.
[2]雷迎春,李素荣.gps实时动态测量（rtk）技术在山区石油地震勘探中的应用[j].测绘工程,1999,8(2):36-39.。