RTK高程拟合
RTK测量校正点布设对高程拟合精度影响
规定。
在测量应用中，通常是通过检核已知控制点坐标作为检 核条件来鉴定作业精度的可靠性。
影响 RTK 作业精度主要因素有：（1）RTK 接收机自身的观测误差； （2）GP S 卫星、卫星信号的传播过程中所产生的误差，如电离层折射误差等；（3）校正点的精度，如果校正点坐标精度较低，流动站得 到的三维坐标就会带有系统偏差；（4）外界观测环境及人为因素的影响，作业时树木、房屋 等障碍物较多对观测精度影响也很大，会产生多路径效应；RTK 作业精度除了以上影响因素外，笔者通过多年的外业实践证明：应用 RTK 技术进行大面积作业时，采用的校正点的点位分布，对 RTK 作业精度的影响同样重要，对高程拟合精度的影响尤为明显。
下文就结合工程实例对 GPS- RTK作业中校正点点位分布对高程拟合精度的影响加以探讨。
常规的 GPS 定位测量，如静态、快速静态等方法都需要 事后进行差分解算才能获得厘米级精度的成果，而 GPS- RTK 作业是能够在外业实时获得厘米级三维坐标的测量方法，它 采用载波相位实时动态差分（R ea l - t i m e ki nem a t i c ）技术，突出 优点就是实时性、高精度、轻便灵活。
目前，随着 RTK 定位设 备的国产化率不断提高，已广泛地应用于各种控制测量、地形 测图及工程放样等工作中，极大地提高了外业作业效率。
RTK 的作业模式通常是架设好基准站后，基准站与移动 站同步接收四颗以上 GPS 卫星信号，通过移动站采集一定数 量的已知控制点的 WGS- 84 坐标，再根据这些观测的已知控 制点的 WGS- 84 坐标与其 1954 年北京坐标系、1980 西 安坐 标系或任意直角坐标系的坐标，求取测区的坐标转换参数，以 实时求解移动站观测的未知点坐标。
如果要参与高程拟合，已 知控制点数量一般要求四个点以上。
我们将参与求取转换参 数的这些已知控制点，称为校正点。
3 工程应用2 R TK 高程拟合及误差来源所选取的工程实例为淮北平原某局部带状地区，作业所采用的仪器设备为中海达 V 8 CORS RTK 系统，作业范围及校 正点点位如下图所示。
CORS—RTK高程拟合与等级水准精度探究
CORS—RTK高程拟合与等级水准精度探究随现代计算机处理技术与无线通讯技术的发展，以连续运行参考站差分定位系统CORS为基础的现代测绘基准框架体系，在全国范围内迅速推广应用，为传统工程测量领域带来深刻变革。
本文拟从GPS高程拟合的基本原理出发，然后引入CORS-RTK水准观测的理念，并与经典测绘手段在高程精度方面进行对比探究，以指导相关的工程建设。
标签：高程异常；高程拟合；精度校差随现代数据处理技术的发展，GNSS定位的形式与精度产生深刻变革，经历了传统单频GPS静态定位、实时动态差分定位GPS-RTK等阶段，尤其网络RTK 为大区域、长距离基准站建设提供了可能。
近年来，以网络RTK差分定位为基础，多地均建立了区域性连续差分定位服务系统（CORS），在优化测绘作业流程、提升数据观测精度方面，展现出显著优势。
然而，CORS系统尽管可高效采集三维坐标信息，但与传统GPS-RTK 类似，其高程数据获取均采用曲面拟合求解，对此探究其CORS-RTK高程数据与等级水准间的精度关系，具有重要的实践意义。
1 GPS高程异常从测量原理上分析，GPS所测定的原始数据为地心地固框架下的大地经度L、大地纬度B和大地高H，其中H为沿法线方向自待测点至椭球面间距；而当前工程实践中多采用1985国家高程基准，该高程系统为待测点基于铅垂线方向到似大地水准面的正常高系统H，同一点大地高H与其正常高为Hr间存在一定数值差异，即为高程异常ξ=H-Hr。
当采用GPS系统采集待测点三维坐标时，需利用相关坐标框架下的控制点，求解坐标转换参数，并按照最小二乘原理，建立区域高程异常模型，然后根据待测点平面坐标，以内插求解的形式，计算相关点位的高程异常值。
2 GPS水准高程所谓GPS水准，即为利用GPS手段求解待定点相关正常高的工作，其具体内容包含GPS测定大地高与确定似大地水准面，关键在于求解控制点的大地水准面差距，而求解点位大地准面差距的方法，又分为以下几类：重力位模型法。
RTK求解参数(三参、四参、七参)详解
• 投影讲解 四参数+高程拟合
二、三参数转换
• （1）、架设基准站 • 基准站（基准站架设在已知点上，如果基准站架设在未知点上，手簿 软件使用方法和四参数类似，只是在计算参数时选择计算三参数）。 • 架设点必须满足以下要求： • a、高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物； • b、无电磁波干扰（200米内没有微波站、雷达站、手机信号站等， 50米内无高压线）； • c、位置比较高，用电台作业时，基准站到移动站之间最好无大型遮 挡物，否则差分传播距离迅速缩短； • d、只需一个已知坐标点 （已知点可以是国家坐标系下的坐标，或坐 标系和WGS-84坐标系之间的旋转很小）； • e、此方法都适用于客户对坐标精度要求不是很高的情况，随着移动 站离基准站距离的增加，精度越来越低，一般3KM精度能在5CM以内。
RTK求解参数
罗禹
参数的概念
1、由于GPS所采用的坐标系为WGS-84坐标系，而 在我们国家，实际的工作中所使用的都是BJ-54,国 家-80、或地方坐标系， 因此存在WGS-84和当地坐标系统之间的转换问题。 2、参数转换一般分两种形式： 平面坐标系之间的转换：四参数、校正参数 椭球体之间的转换： 三参数，七参数
• 投影讲解 七参数
四、一步法转换
• 使用要求：至少三个已知坐标点（已知点可以是国家坐标系下的坐标 或自定义坐标系下的坐标，最好三个以上已知点，可以检验已知点的 正确性）。 • 用一步法转换、七参数转换、四参数转换、三参数转换（基准站架设 在未知点）时，仪器和手簿软件操作步骤类似，只是要求的已知点数 据和使用范围不一致。
谢谢
• 一般的：
• • • • 三参数：要求已知一个国家坐标点，精度随传输距离增加而减少 四参数：要求两个任意坐标点，精度在小范围内可靠 七参数：三个国家坐标点，精度高，对已知点要求严格 一步法：三个任意坐标点，在残差不大的情况下，精度可靠
RTK求解参数(三参、四参、七参)讲解
1、架设基准站、设置好GPS主机工作模式 2、打开手簿软件、连接基准站、新建项目、设置坐标系统参数、设置好基准 站参数，使基准站发射差分信号。 3、连接移动站，设置移动站，使得移动站接收到基准站的差分数据，并达到 窄带固定解。 4、移动站到测区已知点上测量出窄带固定解状态下的已知点原始坐标。 5、根据已知点的原始坐标和当地坐标求解出两个坐标系之间的转换参数。 6、打开坐标转换参数，则RTK测出的原始坐标会自动转换成当地坐标。 7、到另外你至少一个已知点检查所得到的当地坐标是否正确。 8、在当地坐标系下进行测量，放样等操作，得到当地坐标系下的坐标数据。 9、将坐标数据在手簿中进行坐标格式转换，得到想要的坐标数据格式。 10、将数据经过ActiveSync软件传输到电脑中，进行后续成图操作。
空间直角坐标(X,Y,Z)
大地坐标(B,L,H) 投影正算 平面直角坐标(x,y,h) 平面转换 当地平面坐标(x,y)
RTK简易操作流程
• 以下只是软件的简易操作流程，详细使用步骤请参照接下来的详细说明。此 流程只是我们提供给的一种解决方案，在熟练使用本软件后，可以不依照此 步骤操作。在作业过程中，通常的使用方法为：
• 投影讲解 三参数
三、七参数转换
一：平面四参数+高程拟合（用户常用方法）
• 1、架设基准站 • 基准站可架设在已知点或未知点上（注：如果需要使用求解好的转换 参数，则基准站位置最好和上次位置要一致，打开上次新建好的项目， 在设置基准站，只需要修改基准站的天线高，确定基准站发射差分信 号，则移动站可直接进行工作，不用重新求解转换参数） • 基准站架设点必须满足以下要求： • a、高度角在15度以上开阔，无大型遮挡物； • b、无电磁波干扰（200米内没有微波站、雷达站、手机信号站等， 50米内无高压线）； • c、在用电台作业时，位置比较高，基准站到移动站之间最好无大型 遮挡物，否则差分传播距离迅速缩短； • d、至少两个已知坐标点 （已知点可以是任意坐标系下的坐标，最好 为三个或三个以上，可以检校已知点的正确性）； • e、不管基站架设在未知点上还是已知点上，坐标系统也不管是国家 坐标还是地方施工坐标，此方法都适用。
浅谈RTK高程拟合在管线测量中的应用
浅谈RTK高程拟合在管线测量中的应用摘要：利用WZCORS系统，基于工程实例和实验数据提出了ＲＴＫ高程拟合在管线测量中的应用，以及ＲＴＫ高程测量的注意事项。
关键词高程拟合；注意事项Abstract: using WZCORS system, based on the engineering example experimental data and puts forward the elevation in pipeline fitting RTK to the measurement of the application, and the points for attention of RTK elevation measurement.Key words elevation fitting; note1 概述受温州市排水有限公司的委托，我院对温州市建成区范围内的排水管网进行了普查。
在控制测量方面，平面和高程控制一般沿市政道路布设，但有些一级管线并不是沿市政道路敷设，由于管线点离控制点较远（大于150米），不能用极坐标法采集其平面坐标和高程，但现势地形又不利于高程控制的布设，按技术设计书要求需用图根导线或图根水准进行高程布控，施测难度较大，拟用RTK直接对管线点的平面坐标和高程进行测量，以提高工作效率。
目前，温州市连续运行卫星定位综合服务系统（简称WZCORS）已投入使用，在管线点测量中，可利用WZCORS系统，采用网络RTK的方式来获取管线点三维地理坐标，通过流动站测得的大地高减去流动站的高程异常来获得管线点的正常高。
2 RTK 定位技术测量管线点高程的可行性RTK 定位技术是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术，具有定位精度高，数据安全可靠，作业不受通视条件影响、操作简单，作业效率高等优点，能有效减少因地形复杂带来的繁重工作量。
2 .1 测量实施由于排水管网普查范围区域地势平坦，所以此次测试选取了面积约为6个平方公里地势平坦的区域。
如何进行参数计算（四参数高程拟合）？
如何进行参数计算（四参数高程拟合）？定义：四参数是指两个平面坐标系之间的平移（DX、DY），旋转（α），缩放参数（κ）。
四参数是RTK常用的一种坐标转换模式，通过四参数完成WGS84平面到当地平面的转换，通过高程拟合完成WGS84椭球高到当地水准的拟合。
要求：至少两个任意同一坐标系的坐标（通用方法）使用环境：适用于大部分的普通工程测量，工程放样简要步骤1）仪器工作模式设置2）采集控制点坐标3）求解参数4）坐标检核计算参数的详尽流程1、设置基站与移动站（可以选择手机卡或者电台模式），使移动台最终达到固定解；2、采集控制点坐标（如“交186”与“y265”为控制点）在碎部测量中，分别对控制点进行“交186”和“y265”采集坐标（使用平滑采集对控制点进行采集），分别保存为“交186”与“y265”。
3、求解参数1）进入参数求解界面2）、添加控制点对如图操作，分别添加“交186”与“y265”两个点对。
其中源点为刚才采集的坐标，目标点为控制点的已知坐标（需要自己手动添加，或者提前输到控制点库中，再调用）。
3）计算参数点击计算，得到“四参数+高程拟合”的结果点击应用后，即可完成操作。
A为高程固定差改正的差值。
注意：尺度的数据为0.999……或者1.000……4、进行坐标检核找一个控制点进行碎部测量（最好找第三个控制点），对比采集的（N,E,Z）与已知坐标（N,E,Z）检核坐标的正确性。
注意：1、这里的“四参数+高程拟合”计算是针对于基站而言的。
在计算“四参数+高程拟合”之前，必须保证坐标系统中的基准面的“转换模型”，平面转换的“转换模型”，高程拟合“转换模型”均为“无”；2、一个项目只能求解一次参数计算，或者说一个项目求参数前，必须满足前一点条件；3、计算参数的两个点数据必须是接收同一个基站信号采集的固定解坐标；用于计算参数的两个点的已知坐标必须是同一个坐标系统，即计算的尺度（k）为0.999……或者1.000……。
GPS RTK高程拟合在潍坊市进港公路测量中的应用
影响。而且精度均匀可靠 。 缺 点— — 需 要 预 转 换 ， 即在 进 行 两 步 法 转换时 ，需要 一个参数 作为预 转换 。也 需要 椭球 和投 影 的有 关 信 息 。 经 过 比较 发 现 一 步 法 提供 的高 程 精度
立在 已知 点上 的参考站 ， 接收到 的卫星信 号 将
及控制器 中输入 的Ｗ Ｓ ８ 系参考坐标， Ｇ－４ 借助 于 电台数据链 实时地传 送给流 动站 。流动站将
本 机接收到 的卫星信 息和 参考 站发来 的信号，
０ １ 缺 点—— 对点的数量要求 ，最好要３ 点 ２ ０ 个 少于３ 点 个 ２ 聂让 高等级公 路控 制测量 人 民交 ． 现场实时处理 出Ｗ Ｓ ８ 系坐标， Ｇ－ ４ 并根据转换参 以上 ，而且需要平面和高程都有 （ ００ 数及 投影方 法实时计 算 出流 动站 的平 面坐标 也 能做 ，但 一个 点只能求 ３ 参数 ，少于３ 点 通 出版社 ２ ０ 个 不能求 出７ 参数 ），另外需要相 关的椭 球和投 ３ 朱桂 新等 Ｇ Ｓ Ｒ Ｋ 术在 虎 门大桥运 ． Ｐ Ｔ技 和高程。
基 准 站 包 括一 个 由接 收 机 天 线 、传 感
影信息 。
一
营 安全 监 测 中 的应 用
公路
２ ０ ０２
４ 朱爱民 基 于Ｇ Ｓ Ｉ技 术的公 路勘 ． Ｐ 、Ｇ Ｓ 步法 ：优 点—— 是一种 简单 的强制 拟 ０２ 器 的发射 电台一部 ： 动站包括一个 由接收机 和 的方法 ，对 点的数量要 求不高 ，可 以平 面 测设 计一 体 化 方 法研 究 公 路 ２ ０ 流 天线 、传感器 、控制器组成 的接收系统， 配有 和 高程分开 处理 ，其高程 误差不影 响平面 。 ５ 徕 卡 武 ＂ Ｇ Ｓ 术 中 心Ｇ Ｓ ． ￣ ｐ技 ｖ ． Ｐ 操作 手 册
rtk高程拟合方法
rtk高程拟合方法RTK（Real Time Kinematic）即实时动态差分，是一种高精度的测量方法，广泛应用于测绘、建筑、航空等领域。
RTK测量的精度往往能够达到数厘米级别，使得高精度的地形测量成为可能。
RTK高程拟合方法是一种基于RTK技术的高程拟合技术，其核心思想是利用RTK测量的高精度数据进行地形表面的拟合计算，得到地形图，从而满足高精度的地形数据需求。
该方法主要涉及到以下几个方面：1. RTK测量系统介绍RTK测量系统主要由GPS系统，接收机和数据处理软件组成。
GPS系统通过卫星系统提供的精准时间和卫星信号来计算测量结果。
接收机负责接收卫星信号，并将信号传递给数据处理软件进行分析和计算。
数据处理软件通过对GPS信号进行处理，得到测量结果，并进行地形表面的拟合计算。
2. 数据的收集和处理在进行RTK高程拟合之前，首先需要在待测区域内放置高精度的地面控制点。
接着，通过RTK测量系统分别对各个控制点进行测量，获取高精度的地形数据。
接收到数据后，需要进行数据处理，将各个测量点之间的高程值进行拟合计算，生成地形图。
数据处理需要考虑以下几个因素：（1）数据精度：RTK测量的精度取决于卫星的数量和质量，以及接收机和数据处理软件的性能。
因此，在进行数据拟合时需要考虑数据精度的影响。
（2）数据质量：数据质量受到各种因素的影响，包括天气、地面干扰等。
在数据处理过程中，需要对数据进行筛选和校正，以提高数据的质量。
（3）数据密度：地形数据密度越高，地形图的精度就越高。
因此，在进行RTK高程拟合时，需要考虑控制点的布局和采集密度，以及测量线路的规划等因素，以保证数据的充分覆盖。
3. 地形拟合方法RTK高程拟合方法采用多项式函数拟合法对地形进行拟合计算。
该方法的基本思想是通过多项式函数对地形进行曲面拟合，从而得到整个地形图。
多项式函数可以用一组系数表示，系数的数量取决于选用的函数种类和拟合精度要求。
常用的多项式函数包括一次函数、二次函数和三次函数。
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工程之星3.0 特色功能之一：控制点测量介绍
S730手簿蓝牙传输文件过程
RTK测量高程精度简析
2011-05-26 13:26:55| 分类：RTK测量资料| 标签：|字号大中小订阅
石家庄南方测绘导航产品部郭晓辉
使用RTK做地形图测量，既能快速的获得平面坐标又能快速的获得高程，大家都很容易接受，可是当谈论到使用RTK 是否可以做水准测量时，不少朋友都在心里打了一个问号。
到底RTK 测得的高程和水准测量差多少呢？能不能满足工程的要求。
其实这方面的问题已经被专家论证了多次，答案是在严格控制及选用合理的作业方法下，RTK 测量高程可以满足四等水准测量及等外的水准测量。
毫无疑问，使用RTK 进行水准测量将会大大降低工作强度，同时提高作业效率。
下面就介绍一下，如何使用RTK达到如上所述
的效果。
首先分析下GPS测得高程和水准测量求高程的区别，GPS 测量求得的原始坐标是WGS-84坐标（B,L,H）大地纬度，大地精度，大地高。
而我国水准测量是采用1985国家高程基准，以似大地水准面为起算面，最后是以正常高作为使用的高程。
因为测量原理不同，两种测量的起算面不同，所以两种高程值之间存在高程异常，即大地高= 正常高+高程异常。
所以如果使用GPS要达到水准测量要求的正常高的值，必须要求提高得的大地高和高程异常值的精度。
大地高的精度如南方灵锐S86RTK的精度指标垂直精度±2cm+1ppm ，静态，快速静态高程精度±5mm+1ppm，而精确的求出高程异常就是关键所在。
南方GPS，RTK 用高程拟合的方法精确求得高程异常，从而可以实时的得到控制范围内的正常
高。
GPS 水准高程拟合方法是: 在GPS 网中联测一些水准点, 利用这些点上的正常高和大地高求出它们的高程异常值, 再根据这些点上的高程异常值与坐标的关系,用最小二乘的方法拟合出测区的似大地水准面,利用拟合出的似大地水准面,内插出其他GPS 点的高程异常, 从而求出各个未知点的正常高。
用于GPS 水准拟合的数学模型很多, 不同的数学模型对不同地形条件具有不同的拟合精度, 因此GPS 水准拟合模型拟合精度的探讨一直是GPS 应用研究领域的热点问题。
其中多项式就是GPS 水准拟合模型的一
种,其模型可表述为
ζ= f ( x , y ) + ε
当GPS 点布设成网状时,一般采用曲面拟合的方法。
设测站点的高程异常ζ与坐标之间存在以下函数关系ζ i = f ( xi , y i ) + ε i其中, f ( xi , y i ) 为ζ的
趋势值, ε i 为误差。
选用空间曲面函数
f ( x i , yi ) = a0 + a1x i + a2y i + a3x2i + a4x iyi + a5 y2i + a6 x3i + a7 x2iy i + a8x iy2i + a9y3i ( 4)进行拟合,式中ai 为待定参数。
在已知点个数大于等于参数个数求出参数ai ,进而求出测区内任意点的高程异常。
根据测区的不同情况,也可以选用不同的参数进行拟合。
选用的参数不同,拟合出的曲面的形式也不
相同。
1多项式拟合模型分型
1.1平面拟合(线性内插)
在小范围或平原地区,可以认为大地水准面趋近于平面。
此时, 可选用式( 4)前三项,将大地水准面拟合为f ( x , y ) = ao + a1 x + a2y ( 6)其中, ai ( i = 0, 1, 2) 为未知参数,此时要求公共点至少3 个。
相关平面拟合也叫做四参数曲面拟合,若选用式( 4)前三项和第五项进行拟合, 则拟合曲面的表达式变为f ( x , y ) = ao + a1x + a2 y + a3xy，其中, ai ( i = 0, 1, 2, 3) 为未知参数, 此时需要公共点至少4 个。
2.1五参数曲面拟合
选用式( 4)前五项进行拟合,则拟合曲面表达式为f ( x , y ) = a0 + a1x + a2 y + a3x2i + a4xy，其中, ai ( i = 0, 1, 2, 3) 为未知参数,此时需要公共点个数为5个。
采用带有多余观测量的最小二乘方法进行数学模
拟。
求出4 个未知参数,确定模型。
2.3二次曲面拟合
选用式( 4)前六项进行拟合,则拟合曲面表达式为f ( x , y ) = a0 + a1x + a2 y + a3xy + a4x2+ a5y2其中, ai ( i = 0, 1, 2, 3, 4, 5) 为未知参数, 此时需要公共点个数至少为6 个。
四种拟合方法的未知参数不同,
而且阶数也不同。
南方工程之星软件会根据求转换参数的点数不同选用不同的拟合模型。
通过上面的分析，我们可以看到，要想达到最好的效果就是用GPS做控制网并且与等级水准点联测做静态测量，内业使用平差软件进行高程拟合，这样求得测区拟合参数输入到南方工程之星参数设置里
面，再用RTK进行水准测量。
具体方法略去。
退而求其次，使用RTK分别与测区的水准点联测高程，可以利用工程之星软件里面控制点测量功能精确测定大地高，利用工程之星求取转换参数的功能直接求取高程拟合，这样就涉及到选择几个配对点进行拟合，只要配对的水准点已知高程精度高，以及分布好，求得的拟合参数就更准确。
高程拟合时，使用三个点的高程进行计算时，高程拟合参数类型为加权平均；使用4到6个点的高程时，高程拟合参数类型平面拟合；使用7个以上的点的高程时，高程拟合参数类型为曲面拟合。
控制点的选用和平面、高程拟合都有着密切而直接的关系，这些内容涉及到大量的布设经典测量控制网的知识，在这里没有办法多做介绍。
所以我建议不要使用两点求转换参数去测量高程，尤其是使用RTK进行水准测量，最好在测区选择7个以上配对点求得拟合参数。
综上所述,只要严格控制各项误差及选用合理作业方法,RTK测量技术可获得高精度的测量成果,高程精度能够达到四等水准测量的精度。
以下是一份提高外业测量精度的案例，仅供学习参考。
本内容摘自互联网。
一、采用多种方案
合理选择求取校正参数的控制点,提高转换参数(拟合水准面)的精度:
1)选择测区四周及中心且较均匀分布的9个控制点求取参数,控制范围包含了RTK测量范围,避免
从一端向另一端无限制的外推。
2)依据控制点间的精度(残差大小) ,选择残差较少、精度较高的一组参数为最终启用参数。
二、提高流动站的观测精度
提高流动站的观测精度主要有如下方式:
1)尽量减小人为误差影响。
主要是减少天线安置误差和天线高量取误差,天线安置采用脚架对点器精
确对中,天线高量取误差应小于1 mm。
2)作业前根据星历预报编制观测计划,保证卫星与接收机之间具有较强的图形强度。
3)控制点选择在地形开阔、不具反射面的点位,卫星高度截止角大于13° ,减弱多路径误差。
4)流动站至基站的长度小于7 km,以消弱电离层折射和对流层折射的影响。
5)选择性能稳定、标称精度高的双频接收机,采集足够的观测数据,观测时间为3 min。
三、减少基准站误差影响
本着基准站越少越好,距流动站距离越小越好的原则,根据测区范围合理选择基准站:
1)测区仅采用2个控制点作为基准站,减少了基准站之间起算误差的影响。
2)选择求取坐标转换参数的控制点作为基准站,减少了起算点的误差及提高参数的相吻性。
3)选择周围无明显的大面积信号反射物和15°倾角以上大片障碍物控制点作为基准站,减少了多路
径效应和信号遮蔽的影响。
4)选择能够抬高天线架设高度且无无线电干扰的点作为基准站,增加了信号的稳定性及作业距离,加
快初始化速度。