王翔 魏長壽

摘 要：本文通過實驗的方式對RTK測量結(jié)果的精度進(jìn)行檢驗與分析，擬得到RTK技術(shù)的定位精度能夠達(dá)到小范圍工程測量的精度要求，對在小范圍工程測量中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；工程測量；定位精度

1 緒論

RTK（Real Time Kinematic）實時動態(tài)定位技術(shù)，是一項以載波相位觀測為基礎(chǔ)的差分GPS測量技術(shù)。GPSRTK技術(shù)的優(yōu)點在于能夠進(jìn)行實時定位，而且得到精度較高定位的定位成果，可以進(jìn)行高質(zhì)量內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)處理，設(shè)備間無需通視，用途廣泛等特點。[1]

但由于RTK技術(shù)在實際使用的過程中會受到信號遮擋、信號干擾、多路徑效應(yīng)、電離層誤差、測點周圍建筑物和樹木等對信號的影響等因素，都會對RTK測量技術(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)到厘米級的精度，而大多數(shù)工程測量的精度要求為2厘米以內(nèi)，所以RTK技術(shù)并沒有在小范圍的工程測量中得到廣泛的應(yīng)用。本文通過實驗的方式對RTK測量結(jié)果的精度進(jìn)行檢驗與分析，擬得到RTK技術(shù)的定位精度能夠達(dá)到小范圍工程測量的精度要求，對在小范圍工程測量中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)精度檢驗方法

對于RTK定位技術(shù)精度的檢驗，最直接的方式就是對RTK點位坐標(biāo)（x，y，z）的測量值進(jìn)行檢驗，但由于RTK的測量值是孤立的無法進(jìn)行對比檢核，所以本文利用具有的E級GPS靜態(tài)定位精度的已知點，與在該點進(jìn)行RTK定位所得到的的實時解算數(shù)據(jù)作比較[2]，對比兩者數(shù)據(jù)的差值來衡量RTK定位技術(shù)的精度。在對比RTK數(shù)據(jù)與E級已知點較差來衡量定位精度的同時，必須對RTK定位數(shù)據(jù)結(jié)果的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗，所以必須對同一點進(jìn)行多次RTK測量，各組測量結(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)精度實驗檢測與分析

為了盡量貼近本文所要研究的RTK在小范圍工程測量的定位精度分析，并做數(shù)據(jù)對比實驗，首先在試驗場地進(jìn)行E級GPS靜態(tài)定位控制網(wǎng)的布設(shè)，基線長度都在1km以內(nèi)，得到各實驗點的已知坐標(biāo)，布設(shè)控制網(wǎng)型如下圖所示。該實驗場地內(nèi)有道路、建筑、樹木等地物，試驗場地環(huán)境基本與小區(qū)域城市工程測量的實施環(huán)境一致。本文利用圖上KH21、KH22、KH23三個點為已知點，使用4參數(shù)轉(zhuǎn)換的方式計算RTK轉(zhuǎn)換參數(shù)，并使用RTK的方法對KH31KH38共8個點進(jìn)行點位數(shù)據(jù)的獲取，并與KH31KH38共8個點的已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較實驗。

E級GPS靜態(tài)定位控制網(wǎng)圖

3.1 具有E級精度的已知點與在該點RTK測量數(shù)據(jù)比較實驗

在已知KH31KH38共8個點的坐標(biāo)情況下，對這8個點進(jìn)行RTK數(shù)據(jù)獲取，實驗中為體現(xiàn)RTK數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，分別對每個點進(jìn)行的40次觀測，比較每次RTK數(shù)據(jù)與已知點數(shù)據(jù)的差值，并計算中誤差分析RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的性和穩(wěn)定性。實驗數(shù)據(jù)分別從X、Y、H三個方向的觀測值進(jìn)行統(tǒng)計分析，X方向數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析如表1所示。

從上表可以看出，各個實驗點的X方向的40次RTK觀測值與已知值的中誤差都在2cm范圍內(nèi)，誤差在10mm以內(nèi)的測量結(jié)果出現(xiàn)頻率（頻率=出現(xiàn)個數(shù)/總數(shù)40）除KH33點外，都在0.575以上；誤差在20mm以上的測量結(jié)果的出現(xiàn)頻是非常小的。

從上表可以看出，各個實驗點的Y方向的40次RTK觀測值與已知值的中誤差除KH32點外都在2cm范圍內(nèi)，在實地勘察發(fā)現(xiàn)KH32點附近有樓群有樹木，會在一定程度上影響觀測結(jié)果；誤差在20mm以內(nèi)的測量結(jié)果出現(xiàn)頻率除KH32點外，都在0.50以上；誤差在20mm以上的測量結(jié)果的出現(xiàn)頻是非常小的。

從上表可以看出，各個實驗點的H方向的40次RTK觀測值與已知值的中誤差都在2cm范圍以上，通過實驗證明RTK在高程測量方面的精度是難以保證的。

3.2 同一點多組RTK定位數(shù)據(jù)的平均值與各組RTK定位數(shù)據(jù)比較實驗

對KH31KH38共8個點分別對每個點進(jìn)行的40次觀測，進(jìn)而求得每個點的X、Y、H三個方向的觀測值的平均值，比較每次RTK數(shù)據(jù)與平均值數(shù)據(jù)的差值，并計算中誤差分析RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的性和穩(wěn)定性。實驗數(shù)據(jù)分別從X、Y、H三個方向的觀測值進(jìn)行統(tǒng)計分析，X方向數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析如表4所示。

從上表可以看出，各個實驗點的X方向的40次RTK觀測值與平均值的中誤差都在2cm范圍內(nèi)，且都小于觀測值與已知值的中誤差；RTK的平均觀測值與已知值的較差都在2cm以內(nèi)，可見在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，各個實驗點的Y方向的40次RTK觀測值除KH32點外都與平均值的中誤差都在2cm范圍內(nèi)，且都小于觀測值與已知值的中誤差；RTK的平均觀測值與已知值的較差除KH32點外都在2cm以內(nèi)，可見在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，各個實驗點的H方向的40次RTK觀測值與平均值的中誤差都在2cm范圍以外，但都小于觀測值與已知值的中誤差，中誤差都保持在厘米級范圍內(nèi)。通過實驗證明RTK在高程測量方面的精度是難以保證的，但多組RTK觀測值與平均值的中誤差可以控制在厘米級范圍。

4 結(jié)論與展望

本文分別通過對同一點使用RTK技術(shù)測量數(shù)據(jù)和該點具有的E級精度的已知數(shù)據(jù)做比較實驗以及對同一點多組RTK定位數(shù)據(jù)的平均值與該點各組RTK定位數(shù)據(jù)比較實驗對RTK數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性做出實驗數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)論：

1）在常規(guī)小區(qū)域工程測量實施環(huán)境的觀測條件下，使用RTK觀測技術(shù)對同一點多次獲得平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，各組數(shù)據(jù)與平均值較差較小，RTK測量結(jié)果非常穩(wěn)定，誤差基本可控制在2cm以內(nèi)，符合工程測量的精度要求。

2）在常規(guī)小區(qū)域工程測量實施環(huán)境的觀測條件下，使用RTK觀測技術(shù)得到的平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)基本與該點已知坐標(biāo)一致，誤差基本可控制在2cm以內(nèi)，測量精度較高，符合工程測量的精度要求。

3）在常規(guī)小區(qū)域工程測量實施環(huán)境的觀測條件下，使用RTK觀測技術(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)到工程測量的精度要求。

本文在基本符合小區(qū)域工程測量實施環(huán)境的觀測條件下進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的獲取，通過實驗得出的結(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)到工程測量的要求，可以在工程測量領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]余小龍，胡學(xué)奎.GPSRTK技術(shù)的優(yōu)缺點及發(fā)展前景[J].測繪通報，2007（10）：3941.

[2]羅滿建，廖超明，馮一軍.GPSRTK測量精度檢定方法探討[J].工程地球物理學(xué)報，2004（12）：3133.

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