| 标题 | GPS睷TK定位精度的实验检测与精度分析 |
| 范文 | 王翔 魏长寿 摘 要：本文通过实验的方式对RTK测量结果的精度进行检验与分析，拟得到RTK技术的定位精度能够达到小范围工程测量的精度要求，对在小范围工程测量中RTK技术的推广，提高作业效率，有着重要的意义。 关键词：RTK；工程测量；定位精度 1 绪论 RTK（Real Time Kinematic）实时动态定位技术，是一项以载波相位观测为基础的差分GPS测量技术。GPSRTK技术的优点在于能够进行实时定位，而且得到精度较高定位的定位成果，可以进行高质量内外业一体化数据处理，设备间无需通视，用途广泛等特点。[1] 但由于RTK技术在实际使用的过程中会受到信号遮挡、信号干扰、多路径效应、电离层误差、测点周围建筑物和树木等对信号的影响等因素，都会对RTK测量技术结果的稳定性造成影响。目前业内大多认为RTK只能达到厘米级的精度，而大多数工程测量的精度要求为2厘米以内，所以RTK技术并没有在小范围的工程测量中得到广泛的应用。本文通过实验的方式对RTK测量结果的精度进行检验与分析，拟得到RTK技术的定位精度能够达到小范围工程测量的精度要求，对在小范围工程测量中RTK技术的推广，提高作业效率，有着重要的意义。 2 RTK定位技術精度检验方法 对于RTK定位技术精度的检验，最直接的方式就是对RTK点位坐标（x，y，z）的测量值进行检验，但由于RTK的测量值是孤立的无法进行对比检核，所以本文利用具有的E级GPS静态定位精度的已知点，与在该点进行RTK定位所得到的的实时解算数据作比较[2]，对比两者数据的差值来衡量RTK定位技术的精度。在对比RTK数据与E级已知点较差来衡量定位精度的同时，必须对RTK定位数据结果的稳定性进行检验，所以必须对同一点进行多次RTK测量，各组测量结果比较差值，以此判断RTK定位数据结果的稳定性。 3 RTK定位技术精度实验检测与分析 为了尽量贴近本文所要研究的RTK在小范围工程测量的定位精度分析，并做数据对比实验，首先在试验场地进行E级GPS静态定位控制网的布设，基线长度都在1km以内，得到各实验点的已知坐标，布设控制网型如下图所示。该实验场地内有道路、建筑、树木等地物，试验场地环境基本与小区域城市工程测量的实施环境一致。本文利用图上KH21、KH22、KH23三个点为已知点，使用4参数转换的方式计算RTK转换参数，并使用RTK的方法对KH31KH38共8个点进行点位数据的获取，并与KH31KH38共8个点的已知数据进行比较实验。 E级GPS静态定位控制网图 3.1 具有E级精度的已知点与在该点RTK测量数据比较实验 在已知KH31KH38共8个点的坐标情况下，对这8个点进行RTK数据获取，实验中为体现RTK数据的稳定性，分别对每个点进行的40次观测，比较每次RTK数据与已知点数据的差值，并计算中误差分析RTK数据的准确的性和稳定性。实验数据分别从X、Y、H三个方向的观测值进行统计分析，X方向数据统计分析如表1所示。 从上表可以看出，各个实验点的X方向的40次RTK观测值与已知值的中误差都在2cm范围内，误差在10mm以内的测量结果出现频率（频率=出现个数/总数40）除KH33点外，都在0.575以上；误差在20mm以上的测量结果的出现频是非常小的。 从上表可以看出，各个实验点的Y方向的40次RTK观测值与已知值的中误差除KH32点外都在2cm范围内，在实地勘察发现KH32点附近有楼群有树木，会在一定程度上影响观测结果；误差在20mm以内的测量结果出现频率除KH32点外，都在0.50以上；误差在20mm以上的测量结果的出现频是非常小的。 从上表可以看出，各个实验点的H方向的40次RTK观测值与已知值的中误差都在2cm范围以上，通过实验证明RTK在高程测量方面的精度是难以保证的。 3.2 同一点多组RTK定位数据的平均值与各组RTK定位数据比较实验 对KH31KH38共8个点分别对每个点进行的40次观测，进而求得每个点的X、Y、H三个方向的观测值的平均值，比较每次RTK数据与平均值数据的差值，并计算中误差分析RTK数据的准确的性和稳定性。实验数据分别从X、Y、H三个方向的观测值进行统计分析，X方向数据统计分析如表4所示。 从上表可以看出，各个实验点的X方向的40次RTK观测值与平均值的中误差都在2cm范围内，且都小于观测值与已知值的中误差；RTK的平均观测值与已知值的较差都在2cm以内，可见在X方向RTK数据的准确的性和稳定性是非常高的。 从上表可以看出，各个实验点的Y方向的40次RTK观测值除KH32点外都与平均值的中误差都在2cm范围内，且都小于观测值与已知值的中误差；RTK的平均观测值与已知值的较差除KH32点外都在2cm以内，可见在Y方向RTK数据的准确的性和稳定性是非常高的。 从上表可以看出，各个实验点的H方向的40次RTK观测值与平均值的中误差都在2cm范围以外，但都小于观测值与已知值的中误差，中误差都保持在厘米级范围内。通过实验证明RTK在高程测量方面的精度是难以保证的，但多组RTK观测值与平均值的中误差可以控制在厘米级范围。 4 结论与展望 本文分别通过对同一点使用RTK技术测量数据和该点具有的E级精度的已知数据做比较实验以及对同一点多组RTK定位数据的平均值与该点各组RTK定位数据比较实验对RTK数据的准确性和稳定性做出实验数据分析，得到以下结论： 1）在常规小区域工程测量实施环境的观测条件下，使用RTK观测技术对同一点多次获得平面坐标数据，各组数据与平均值较差较小，RTK测量结果非常稳定，误差基本可控制在2cm以内，符合工程测量的精度要求。 2）在常规小区域工程测量实施环境的观测条件下，使用RTK观测技术得到的平面坐标数据基本与该点已知坐标一致，误差基本可控制在2cm以内，测量精度较高，符合工程测量的精度要求。 3）在常规小区域工程测量实施环境的观测条件下，使用RTK观测技术得到的高程坐标数据的稳定性和准确性较差，难以达到工程测量的精度要求。 本文在基本符合小区域工程测量实施环境的观测条件下进行实验数据的获取，通过实验得出的结论可以看出，GPSRTK技术获取平面坐标数据的精度是非常高的，能够达到工程测量的要求，可以在工程测量领域内进行推广。 参考文献： [1]余小龙，胡学奎.GPSRTK技术的优缺点及发展前景[J].测绘通报，2007（10）：3941. [2]罗满建，廖超明，冯一军.GPSRTK测量精度检定方法探讨[J].工程地球物理学报，2004（12）：3133. 项目：内蒙古科技大学创新基金项目（项目编号：2016QDLS07） |
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