GPS常规RTK测量原理或案例分析

1、GPS一般RTK测量原理或案例分析 RTK技术在常规控制测量中的应用分析GPS RTK (实时键)技术也被称为载波相位动态差分技术，其可以在指定坐标系中的测量点的三维坐标(x，y，z )实时提供，并且可以实现厘米级的精度。 RTK技术的出现可以说是修订测量技术史上的革命。 由于可以在野外工作时实时提供修正观测点的三次元坐标，所以具有灵活、快速、省时间、省力及精度高等优点，能够大幅提高生产率，深受众多修正测量单位的欢迎。本文通过对三年五载以来在多个测量项目中的应用、实验，与全站仪、经纬仪等传统测量仪器相比，探讨了RTK技术在控制测量中的应用，以期达到RTK技术推广的目的。1 .工作原理GPS R

2、TK技术系统的用户主要由基站、移动站和数据链三部分组成。 所述工作原理跨越已知或未知坐标的参考点，并连续接收所有可视GPS卫星信号，其中基站通过无线数据网络链接向移动站发射星座、伪距观测值、载波相位观测值、卫星跟踪状态和接收机操作状态等，移动站首先执行初始化且可以定位全周边未知量的搜索当每个ms接收来自每个基站的数据时，ms同步观测并收集GPS卫星载波相位数据，通过系统内差分处理获得载波相位的全周焦外成像速度，并且基于基站和每个ms之间的相关性获得每个ms的平面坐标x、y和海拔h。2 .作业时应注意的问题为了求出平面变换残奥仪表，需要网络链接至少3个已知的平面坐标点，为了求出高程变换残奥仪表，

3、需要网络链接4个已知的高程点，网络链接的所有已知的点均一分布并且可以复盖整个测量区域。 为了提高WGS-84坐标系和本地坐标系的数学模型的适合度，提高测定对象点的精度，通常，将尽可能多的已知点关联起来进行测定。 求变换残奥仪表通常有两种方法：一是利用现有的GPS控制网资料，将多个已知点的WGS-84坐标和对应的本地坐标输入电子记事本，利用嵌入式软件，进行平均计算变换残奥仪表。 第二，将基站架设在已知点或未知点上，移动站依次校正预测各已知点的WGS-84坐标，手动输入与各已知点对应的本地坐标系的平面坐标和标高，进行点校正，除去校正残差比较大的已知点，计算两坐标系间的变换残奥参数。考虑到电磁波干涉

4、和湖面、水面及建筑物等的多径效应效果，通常选择不被周围遮挡的较宽场所以使基站在工作时能接收尽可能多的GPS卫星信号，基站优选使用无线发送源， 为了增大必须远离高压线及水面的基站无线的有效发射距离，必须尽量选择基站到地势高的地方，稳定牢固地架设，在观测期间没有微小的晃动，不影响测量精度。3 .应用程序分析3.1 RTK平面测量3.1.1上海外高桥保税区物流区二期工程地形RTK测量在上海外高桥保税区物流区二期工程前期2.8平方千米1500地形测量中，采用RTK技术代替了常规的一级导线测量。 此次基站设置在测量区中部的测量测量控制点，周围环境满足基站架设条件，距已知点的距离在3.04.0之间。 连续

5、预测3个c级、4个d级GPS点(三等水准)，计算两坐标系间的变换残奥参数，水平残差最大是2.1厘米，垂直残差最大是0.7厘米。 为了提高被测定点的观测精度，使用中心对中已知的点，观测时间超过60秒，在不同的时间带观测2次，取平均值。 机内精度指标设定为点中误差1.5cm、标高中误差2.0cm的差动奥尔特。观测中，平面和标高的误差都不足1.0cm时记录。比较同一点2次的RTK观测值坐标，可知同一点2次的RTK观测值坐标差的最大值为2.4厘米，最小值为0.1厘米。 当在两次观测中采用相同的基站时，观测条件几乎相同，可以将其视为同精度双观测值的情况，并且可以获得观测值中的误差和平均值中的误差。 如误

6、差可知，RTK技术能够满足下面的要求： 城市测量规范 CJJ 8-99中最弱点的点误差(相对于起点)为5cm以下。3.1.2上海西北角某产业园区RTK测量在上海西北角某产业园区1500地形图测量工程中，由于带状地形长，接近城郊乡，附近可利用的GPS测量控制点少，常规控制测量方法不能满足甲方工期的要求，故用RTK技术进行了控制加密法。 此次测量分别以d级GPS点G407、G408为基准站，进行2次测量，比较了同一RTK点的2个观测坐标。 其中坐标差值最大为3.0厘米，最小为0.2厘米，坐标差值的中误差为2.4厘米。然后，我们用2级全站仪进行部分RTK测量控制点的角度和边长(遵循二次引线精度)的检

7、验，对检验结果进行了统一修正。 RTK观测值与全站仪观测值逆运算夹角和边长比较，夹角的误差为5.4 ，边长差的误差为4.2mm/米。 边长之差最大为6毫米/米，边长之差的相对误差最大为1/57712，以上均满足城市测量规范 CJJ 8-99二次导线的要求。3.2 RTK高程测量在上海某高尔夫球场土方量补正控制测定项目中，采用常规手段，对RTK测量控制点进行4等电平测量。 平差后，每公里的台阶误差为4.2毫米，最弱的海拔误差为6.5毫米。 另外，使用RTK技术进行了相同点的高程测量，比较了这些个的2个技术的测定结果。四等水准测量与RTK标高观测值相比，高程差最大-3.6厘米，最小-0.1厘米，高

8、程差中误差2.4厘米。如果四等水准网高程误差为2.0厘米，RTK高程测量中误差采用其既定精度2.0厘米，利用误差传播规律可得到高程差理论误差2.8厘米，高程差容差5.6厘米。 可知求出的标高差的中误差比标高差的理论中误差小。为了进一步验证RTK点标高的精度，提取部分的测量点分别采用RTK标高和四等水平标高对相邻两点之间的台阶进行了倒算和比较。在RTK观测级差和四等水平观测级差的比较中，级差的平均值为-0.97。 根据实际经验，根据用RTK测量的海拔修正的邻接的段差受邻接点间的距离的影响小，段差精度主要与四等水平的段长有关。 在利用台阶差，参照不同精度的双观测值的情况下，台阶差差的单位(每公里)

9、的误差计算为1.9cm。 校正计算使RTK高程测量能够满足城市测量规范 CJJ 8-99四等水准网的精度要求。结论1. RTK测量技术可以满足城市测量中对初级引线和四等水平测量的要求。 RTK技术与以往的控制测量不同，因此不能用以往的控制测量的技术标准完全进行测量，特别是在边长较短的邻接点上的表现很明显。 RTK技术的检验误差分布均匀，相互独立，无误差积累，精度信任度高。2. RTK测量技术可以实时提供测量成果，不需要像通常的控制测量那样分网，可以大幅降低生产成本，减轻测量员的劳动强度，提高测量速度和企业利润。3 .由于检验误差与移动站到基站的距离成比例，求出坐标变换残奥仪时采用的已知点分布均匀，应复盖整个测量区，水平，垂直残差应在3.5厘米以下(山区和重力异常地辖区另论)。 基站尽量设置在满足观测条件的已知点对高程测量特别重要。4 .在