GPS RTK常规控制测量中关于其精准度与可靠性的分析

李强

摘要：GPS-RTK是一种在野外作业中能够实时得到厘米级定位精度的测量方法，不仅改变了传统的测量模式，也实现了一次技术创新，在GPS应用中具有里程碑式的意义和价值。本文以进一步提高GPS-RTK测量方法应用性为目的，扼要分析了GPS-RTK工作原理和精准度，以及GPS-RTK精准度和可靠性影响因素和应对措施，以期对现实工作具有重要的指导作用。

关键词：GPS-RTK 测量 精准度 可靠性 措施

中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：

GPS-RTK是继GPS全球定位技术之后一种新的测量方法，与以往测量方法相比，可以实时得到厘米级的定位精度，消除了静态、快速静态、动态测量等测量方法只能事后得到厘米级精度的弊端，极大推动了测绘技术发展，使其具有了广阔的应用前景。为了进一步提高GPS-RTK技术野外作业效果，有必要对其精准度和可靠性进行深层次分析，使其得到广泛推广和应用。

一、GPS-RTK及其工作原理

GPS-RTK采用了载波相位动态时差分技术，可以实时地提供测量点在指定坐标系中的三维坐标，并达到厘米级精准度，有着灵活、快速、高效、省时省力等显著优越性，且与传统测量方法相比，在精准度和可靠性方面都有着强有力的保障。其基本工作原理是：在基准站上设置1台GPS接收机，可对所有卫星进行连续观测，并将观测数据实时传递给流动站；用户站接收卫星信号的同时还要接收基准站传递来的观测数据，并根据相对定位原理实时计算并显示流动站是的三维坐标和精准度；通过定位可以监测基准站和流动站观测结果的质量和解算结果的收敛情况，分析与判断解算结果成功与否，利于缩短观测时间、减少不必要的观测。

二、GPS-RTK精准度和可靠性影响因素

尽管GPS-RTK测量技术有着其他测量技术无法比拟的优势，然而，定位过程中不可避免地存在一些误差，定位误差主要来源与GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面站。为了缩小误差、提高精度，应系统而全面地掌握定位误差出现的影响因素。

（一）转换参数

GPS-RTK测量中采用的是WGS284坐标系统，目前，我国所采用的坐标系统为大地坐标系统，高程为国家高层基准。这种情况下，GPS-RTK技术必须通过转换参数才可用于实际工作，转换参数求解成为了GPS-RTK技术应用的基础。所以说，转换参数的精度影响着GPS-RTK测量结果的精准度和可靠性，具体体现在以下两个方面。第一，转换控制点的选择。转换控制点是转换参数求解过程中选择的同时具有WGS284坐标系和大地坐标系同名的控制点，如果选择不合理，必将影响到参数求解，原因在于统一测区的转换控制点不同，转换参数不甚相同；第二，WGS284坐标的获取。控制点选择完成后，需要测出控制点的WGS284坐标系统。由于WGS284坐标的获取方式不同会影响到转换参数求解的精度，为此，RTK测量时必须保证坐标获取方式一致，以免影响测量结果。

（二）测量区域

由于受到共同控制点控制，使测量作业的区域范围受到限制，要求在控制点的控制圆区内作业，如若不然会影响测量精准度和可靠性。

（三）卫星信号

GPS-RTK技术是依靠卫星定位的，卫星信号的接受质量是地面定位准确的基础。一般情况下，基准站和流动站应接受5颗或5颗以上卫星传递来的信号，才能保证解算结果的精准度。可是，卫星位置随着时间推移出现不同的变化，不同时间内卫星数量和位置就会有所不同，一般在卫星数量多、卫星位置适当的条件下，才会接受都良好的卫星信号。反之，卫星信号就不太好，甚至可能接受不到足够的信号，以致于不能解算。除了卫星位置变化外，高大建筑阻挡卫星信号接收也是重要的影响因素。

（四）数据传递

地面基准站接受到卫星信号后，要通过无线技术将其传递给流动站的GPS接收机，数据传递过程中无线电信号有着重要作用。实际工作中，无线电信号经常被电磁波、高楼、大山等干扰，导致数据传递出现异常，最终影响GPS接收机接受测量结果的可靠性。

（五）流动站形式

流动站如果是中杆的形式，由于天线不够稳定，致使测量结果精准度起伏、落差较大，不够稳定。

三、提高GPS-RTK精准度和可靠性的有效措施

（一）合理求解转换参数

第一，尽量用高等级的控制点作为转换控制点，并确保控制点分布均匀、覆盖整个测量区域。倘若测量区域没有足够的控制点，必须先布置转换控制点，然后求出转换控制点的WGS284坐标系和大地坐标系；第二，如果作业区的待测区域范围较小、转换控制点较少，并且没有WGS284坐标系，可以先求出基准站坐标系和转换控制点坐标系，然后将其输入相应的地方坐标，直接得到转换参数；第三，检核求解后的转换参数。转换参数的检核方式主要就是在转换控制点和其他控制点上用GPS-RTK测点，对比分析后的验证转换参数的可靠性。

（二）合理布置检验控制点

检验控制点是为了抱枕GPS-RTK测量结果的可靠性，在其基准站附近设置的控制点，用来判断卫星信号的正常情况和仪器操作是否正确。因此，建议在基准站附近多设置一些检验控制点，并保证其布置的合理性。GPS-RTK测量作业前要通过检验控制点判断卫星信号和仪器设备的运行情况，如若良好则可以进行测量工作；侧脸作业后，同样需要再一次利用检验控制点判断卫星信号和仪器设备的运行情况，如若不良，观测结果则不能用于解算，否者易影响测量结果的可靠性和精准度。

另外，如果同一地区使用了相同型号的GPS接收机，在转换参数相同的情况下，相同频道很可能接受到其他基站传递的信息，导致自身测量数据错误。为了有效避免这一问题，每个单位应对本单位的GPS接收机设置特别的识别码，并加强控制点检测判断。

（三）合理设置基准站

为了能够接收到足够的卫星信号、保证数据传递畅通，必须合理设置地面基准站。基准站的上空应无大面积的遮盖物，尽量设置在广阔、宽广的平原带，避免设置在电视发射塔、电台发射塔、手机通讯发射塔、飞机场、高压线及大范围水域等附近，尽量消除障碍物对卫星信号接受、数据传递产生的干扰。

（四）合理选择流动站形式

设置流动站形式时应根据地形地貌，选择稳定性好的搭建方式，并参考基准站位置选择最合适的位置，避免影响测量结果的精准度。

结论

GPS-RTK 作为一种新的测量方法，在测量结果精准度和可靠性方面有着显著优势，尽管如此，定位误差、测量误差仍然不可避免。为了确保GPS-RTK测量结果的精准度和可靠性，除了采取文中提到的措施外，还可以多时段、多基准进行测量，选择最合理的测量时段作业，在多基准测量基础上多方比较测量结果，最终得到较为精确的测量结果。

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